BREVE DESCRIPCIOÓ N DE CONTENIDOS
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- Carmen Purificación Cárdenas Pérez
- hace 5 años
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1 BREVE DESCRIPCIOÓ N DE CONTENIDOS Esta asignatura de vital importancia en las carreras de Ingeniería, las cuales incluyen en sus planes de estudio asignaturas que requieren como base de conocimientos generales el dominio y manejo de leyes fundamentales de la Electricidad y el Magnetismo, como lo son: Teoría de Circuitos y Campos Electromagnéticos, entre otras. Por lo tanto, se hace imprescindible que los facilitadores de la educación universitaria, desarrollen en el estudiante las competencias fundamentales para un adecuado manejo de los campos eléctrico y magnético, sus fundamentos teóricos, sus conceptualizaciones, sus fuentes, sus características y el análisis de la realidad de los mismos, que le permitan involucrarse en el futuro, con las herramientas, aplicaciones y técnicas de análisis y diseño de los elementos, circuitos y sistemas computacionales. El curso de electricidad y magnetismo está estructurado en cuatro módulos y prácticas de laboratorios de una forma lógica. El primer módulo presenta las leyes de la electrostática y sus efectos, así como el concepto de campo eléctrico y su efecto con varias partículas cargadas, introduciendo después la ley de Gauss como procedimiento alterno para calcular campos eléctricos y por último el concepto de energía que es de gran valor para el estudio de la electricidad. El segundo módulo en el que se tratara de elementos simples de circuitos y que son de gran importancia con analogías geológicas tanto en modelajes como en la prospección de campo. El tercer módulo en que se trata de campos magnéticos y fuerzas magnéticas es de suma importancia para la concepción que debe tener el ingeniero de las variaciones que tiene la tierra en su campo magnético. El cuarto módulo se presenta los efectos producidos por los campos magnéticos que varían con el transcurso del tiempo con el análisis de la Ley de Faraday para llevarnos hasta las leyes de Maxwell y sus aplicaciones. 1
2 COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECIÍFICAS Generales CG 1. Capacidad para analizar. CG 2. Capacidad de organizar y planificar. CG 3. Capacidad para el razonamiento crítico. CG 4. Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes. CG 5. Capacidad para la solución de problemas. Específicas CE 1. Utiliza la metodología científica en la solución de problemas físicos, con miras a desarrollar en el estudiante la capacidad de razonamiento científico y espíritu crítico. CE 2. Proporciona a los futuros ingenieros las herramientas necesarias para la elaboración y utilización de modelos físicos en la interpretación y manejo de eventos naturales. CE 3. Comprende los principios fundamentales de electricidad y magnetismo. CE 4. Comprende las interacciones electromagnéticas de la materia y su relación con los campos electromagnéticos conservativos y no conservativos. CE 5. Aplica los principios fundamentales de electricidad y magnetismo en el análisis de fenómenos físicos, enfatizando en su utilidad en su futura vida profesional. 2
3 TEMARIO DETALLADO DE LA ASIGNATURA Módulo 1: CARGA, INTERACCIONES ELÉCTRICAS Y CAMPO ELÉCTRICO (3 Semanas) 1.1. Carga Eléctrica y Campo Eléctrico Carga eléctrica Conductores y aislantes Ley de Coulomb Campo Eléctrico y fuerzas eléctricas Líneas de campo eléctrico 1.2. Ley de Gauss Carga y flujo eléctrico Cálculo del flujo eléctrico Ley de Gauss Aplicaciones de la ley de Gauss Módulo 2: POTENCIAL ELÉCTRICO, CAPACITANCIA Y DIELÉCTRICOS (3 Semanas) 2.1. Potencial y Energía potencial eléctrico Energía potencial eléctrica Potencial eléctrico Cálculo del potencial eléctrico Superficies equipotenciales Gradiente de potencial 2.2. Capacitancia de materiales y dieléctricos Capacitores y capacitancia Capacitores en serie y en paralelo Almacenamiento de energía Dieléctricos Carga inducida Ley de Gauss en los dieléctricos Módulo 3: RESISTENCIA, RESISTIVIDAD Y CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA (3 Semanas) 3.1. Corriente, resistencia y fuerza electromotriz Corriente eléctrica Resistividad Resistencia Fuerza electromotriz y circuitos Instrumentos de medición eléctrica 3.2. Circuitos de corriente continua Resistores en serie y paralelo Reglas de Kirchhoff Circuitos RC Módulo 4: CAMPO MAGNETICO (3 Semanas) 4.1. Campo magnético 3
4 Magnetismo Líneas de campo magnético y flujo magnético Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente Motor de corriente directa 4.2. Fuentes de Campo Magnético Campo magnético de una carga en movimiento Campo magnético de un elemento de corriente Campo magnético de un conductor de corriente Campo y fuerza entre conductores paralelos Campo magnético de una espira circular de corriente Ley de Ampere Aplicaciones de la ley de Ampere 4.3. Inducción Electromagnética Experimentos de inducción Ley de Faraday Ley de Lenz Fuerza electromotriz de movimiento Campos eléctricos inducidos Corriente parásita Corriente de desplazamiento y ecuaciones de Maxwell 4
5 BIBLIOGRAFIÍA Fundamental: Módulo entregado por el profesor Alternativa: 1. Sears, F., Zemansky, M. et al, Física Universitaria, Volumen 2. Edit. Pearson Educación, México, Decimotercera Edición, Paul Hewitt, Física Conceptual,. 3. Serway, R., Jeweet, J. Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 1. Edit. Cengage Learning, México D. F., Séptima Edición, Giancolli, D. Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 1. Edit. Pearson Educación, México, Cuarta Edición, Tipler, P., Mosca, G. Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 1, Edit. Reverté, Sexta Edición, Resnick, R., et al, Krane, K. Física, Volumen 1, Grupo Editorial Patria, México, Cuarta Edición, Hewitt, P. Física Conceptual. Pearson Educación, México, Décima Edición, Bauer, W., Westfall, G. Física para Ingeniería y Ciencias, Volumen 1, México, Editorial McGraw Hill, 2011 METODOLOGIÍA DOCENTE Videos: Estos serán vistos y estudiados por los estudiantes de manera individual para así dar inicio a un nuevo tema de clases. Clases de teoría: Sesiones para todo el grupo de alumnos en las que se explicarán, por parte del profesor, los contenidos teóricos fundamentales y su importancia en el contexto de la materia. Laboratorios: Sesiones para todo el grupo de alumnos en las que éstos realizarán, en forma individual, prácticas de laboratorio sencillas relacionadas con el tema estudiado. SISTEMA DE EVALUACIOÓ N Asistencia 5 % Tareas (TI- Individuales, TG - Grupales) 5 % Videos 5 % Cuaderno de trabajo 10 % Resumen del Tema a tratar 5% Laboratorios 15 % Parciales 20 % Proyectos 15% Resúmenes 5% Final 20 % 5
6 PROGRAMA DE ACTIVIDADES Semana Fecha Módulo/Lab. Lecturas Videos Tareas # Entrega # Ejercicio Entrega 1 Lunes 4 1 Martes 5 1 Jueves (pág ) (pág /06/ , 21.3, 21.14, 21.19, /06/ ). Materiales, equipos e instrumentos de medida en los laboratorios de electricidad. Tarjeta de adquisición automática de datos (Arduino Card) y sensores. 2 Lunes 11 1 Martes 12 1 Jueves (pág ) (pág ) 29 11/06/ , 21.30, 21.31, 21.33, , 22.2, 22.4, 22.5,22.6 Potencial Eléctrico y Líneas Equipotenciales. Condensadores en serie y paralelo. Condensador de placas planas y paralelas 14/06/ /06/ Lunes (pág ) Martes (pág. ) Jueves , 22.10, 22.11,22.12, , 22.17,22.19, /06/ Lunes , 3-2, 3-3 (pág ) Martes 26 2 Jueves , 3.4, 3.6, 3.41, Lunes 2 2 Martes (pág ) 3.65, 3.66, 3.67, 3.68, 3.70 Jueves 5 5 Lunes , 4-2 (pág ) 3.1, 3.3, 3.4, 3.5, Martes 10 2 Jueves 12 6 Lunes , 4-6 (pág ) 7 Martes
7 Jueves Lunes 23 Martes 24 3 Jueves (pág ) 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.6 Lunes (pág ) 15.78, Martes 31 3 Jueves 2 9 Lunes (pág ) 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, Martes 7 4 Jueves Lunes 13 Martes 14 Jueves 16 Repaso Repaso 7
8 Laboratorios a desarrollar 1. Dependencia del período en función de la longitud del péndulo 2. Estudio del movimiento en caída libre 3. Determinación de g 4. Conservación de la energía 5. Estudio de la sombra de una lámpara 6. Trayectoria de un chorro de agua 7. Estudio de la cinemática del tiro oblicuo 8. Propiedades elásticas de un resorte 9. Propiedades elásticas de una banda elástica 10. Determinación del coeficiente de roce estático 11. Determinación del coeficiente de roce cinético Observaciones Todas las tareas deben ser entregadas en formato manual. La fecha de entrega de las tareas individuales es la que está en el documento hasta un (1) minuto antes de ingresar a la hora de clases correspondiente al día. Los resúmenes de los temas a tratar se entregan de manera manual en la carpeta de cada uno de los estudiantes. La fecha de entrega será el día de inicio de dicho tema. Una vez visto los videos debe presentarse un resumen que describa la temática a tratar en el mismo; la fecha de entrega será la clase siguiente a la fecha de asignación. Este resumen debe ser posteado en la carpeta en formato manual. Los parciales serán el sábado 31/03/2018 y el sábado 28/04/2018 8
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