Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior

Transcripción

1 División de Arquitectura, Diseño e Ingeniería Departamento de Física y Matemáticas Periodo : Primavera 2010 Nombre del curso: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Clave: FM1520 Seriación: FM1210, FM1250 Y FM1290 Línea Curricular: Física HTS: 3 HPS: 0 THS: 3 Créditos: 6 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: Español Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Comprender las leyes y principios que rigen a los cuerpos cuando están sometidos a la influencia de campos eléctricos y magnéticos, así como la relación entre la Electricidad y el Magnetismo. Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS ACTIVIDADES Modalidad Martes y Jueves Martes 12 Jueves 14 Inducir al estudiante en la forma de trabajar en el curso. Proporcionar un panorama de los aspectos principales que conforman en curso. Describirá lo que es una carga eléctrica. Distinguirá entre conductores y aislantes en base a sus propiedades eléctricas. Aplicará la Ley de Coulomb a la solución de problemas de cargas puntuales. Describirá lo que significa la cuantización de la carga eléctrica. Diferenciará entre cargas discretas y continuas. 1. Carga y Materia Carga eléctrica. Conductores y aislantes. 1. Carga y Materia Ley de Coulomb La cuantización de la carga eléctrica. Distribución de cargas contínuas. La conservación de la carga. Presentación del Curso. Encuadre del Curso. Investigación sobre el funcionamiento del Generados Van de Graaff. Sección 1.1 al 1.3 Exposición de video sobre el átomo. tema de carga y Materia. Pag. 1 de11

2 Martes 19 Jueves 21 Martes 26 Jueves 28 Martes 2 de Febrero Jueves 4 Enunciará el principio de Conservación de la carga eléctrica. Explicará el origen del campo Explicará, cualitativa y cuantitativamente los efectos del campo eléctrico sobre cargas eléctricas. Distinguirá entre carga discreta y carga continua. Calculará el campo eléctrico para distribuciones de carga puntuales. Calculará el campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. Distinguirá los diferentes tipos de distribución homogénea de carga. Analizará problemas con distribuciones del tipo lineal, superficial y volumétrico. Enunciará las propiedades de las Líneas de Fuerza. Describirá el campo eléctrico mediante el empleo de Líneas de Fuerza. Resolverá problemas que involucren el campo Calculará el flujo de campo eléctrico a través de superficies cerradas que tengan geometría sencilla. Enunciará la Ley de Gauss. Utilizará la Ley de Gauss para calcular el campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas de carga. Resolverá problemas utilizando la Ley de Gauss. Comparará la metodología 2. El campo eléctrico El origen del campo Efectos del campo eléctrico sobre cargas eléctricas. 2. El campo eléctrico Cálculo del campo eléctrico debido a una carga puntual o a una distribución de cargas puntuales. Cálculo del campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. 2. El campo eléctrico Distribución lineal de carga. Distribución superficial de carga. Distribución volumétrica de carga. 2. El campo eléctrico Líneas de fuerza. Aplicaciones del campo 3. Ley de Gauss. Flujo de campo eléctrico a través de superficies cerradas. La Ley de Gauss. 3. Ley de Gauss. Aplicaciones de la ley de Gauss para calcular el Sección 1.4 al 1.5. tema de campo Examen frecuente 1. tema de campo Sección 1.6 al 1.7. Exposición de video sobre campo Asignar tarea sobre campo Examen frecuente 2. Examen frecuente 3. Sección 2.1 al 2.3. tema de la Ley de Gauss. Examen frecuente 4. Pag. 2 de11

3 Martes 9 de Febrero Jueves 11 Martes 16 Jueves 18 Martes 23 Jueves 25 utilizada en el capítulo anterior para el cálculo de campo Deducirá la ley de Coulomb a partir de la ley de Gauss. Deducirá la ley de Coulomb a partir de la ley de Gauss. Enunciará el concepto de potencial Explicará la relación entre potencial eléctrico y el campo Calculará el potencial eléctrico debido a cargas puntuales y a distribuciones homogéneas de carga. Enunciará el concepto de energía potencial eléctrica a partir del potencial eléctrico, utilizando el gradiente. Resolverá problemas de campo eléctrico a partir del potencial Enunciará el concepto de capacitancia. Calculará la capacitancia para capacitores de diferentes geometrías. Explicará las propiedades de un capacitor con di Resolverá problemas de capacitores con dieléctricos. campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas. 3. Ley de Gauss. La ley de Gauss y la ley de Coulomb. 3. Ley de Gauss. La ley de Gauss y la ley de Coulomb. 4. Potencial Potencial eléctrico y campo Cálculo de potencial eléctrico debido a una carga puntual, a un grupo de cargas puntuales o a una distribución homogénea de carga. 4. Potencial Energía potencial eléctrica. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 5. Capacitores y dieléctricos. Concepto de capacitancia. Cálculo de capacitancia. 5. Capacitores y dieléctricos. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Energía potencial eléctrica tema de la Ley de Gauss. Sección 2.4 al 2.5. Examen frecuente 5. PRIMER PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Examen frecuente 5. Sección 3.1 al 3.3. tema de Potencial Eléctrico. Sección 3.4 al 3.6. Examen frecuente 6. Sección 4.1 al 4.4. Ensayo sobre la fabricación de capacitores. tema de capacitores. Sección 4.5 al 4.7. Exposición de video sobre Pag. 3 de11

4 Martes 2 de Marzo Jueves 4 Martes 9 de Marzo Jueves 11 Calculará la energía eléctrica almacenada en un campo Enunciará los conceptos de corriente y densidad de corriente. Calculará la resistencia a partir de la resistividad del material y sus características geométricas. Explicará el significado de la ley de Ohm. Resolverá problemas aplicando la ley de Ohm. Calculará la energía que se convierte en calor en un circuito Enunciará el concepto de fuerza electromotriz. Distinguirá los diferentes tipos de redes eléctricas. Enunciará y aplicará las leyes de Kirchhoff. Enunciará el concepto de diferencia de potencial. 6. Corriente y resistencia. Conceptos de corriente y densidad de corriente. Resistencia y resistividad. 6. Corriente y resistencia. Ley de Ohm. Intercambio de energía en un circuito. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Concepto de fuerza electromotriz. Cálculo de corriente. Circuitos simples. Redes eléctricas. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Leyes de Kirchhoff. capacitares. Examen frecuente 7. tema de cantidad de capacitores y dieléctricos. Sección 5.1 al 5.3. Practicar con el manejo del multímetro. Medir las cantidades eléctricas básicas. tema de Corriente y Resistencia. Sección 5.4 al 5.6. Examen frecuente 8. Exposición de video relativo la Ley de Ohm. tema de Corriente y Resistencia. Sección 6.1 al 6.2. tema de Fuerza Electromotriz. Sección 6.3 al 6.5 Realizar experimentos con circuitos eléctricos. Pag. 4 de11

5 Martes 16 Jueves 18 Martes 23 Jueves 25 Empleará las leyes de Kirchhoff para el cálculo de la diferencia de potencial. Analizará los conceptos de carga y descarga. Resolverá el circuito RC simple. Definirá el concepto de campo magnético. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético. Definirá el campo magnético por medio de la ecuación de Lorentz. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético sobre cargas en movimiento. Cálculo de diferencia de potencial. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. 8. El campo magnético. Definición de campo magnético. Fuerza magnética. 8. El campo magnético. Fuerza magnética que actúa sobre un conductor que transporta corriente. Torca debida a un campo magnético. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. Exposición de video sobre circuitos eléctricos. Examen frecuente 9 Diseñar un experimento sobre la carga y descarga de un capacitor. Asignar tarea sobre la Fuerza electromotriz. Sección 7.1. SEGUNDO PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Consulta de artículos de aplicación de los conceptos del tema del Campo Magnético. Sección 7.2 al 7.3 Consulta de artículos de aplicación de los conceptos del tema del Campo Magnético. Sección 7.4 al 7.5 Realizar un ensayo sobre las propiedades magnéticas de la materia. tema del Campo Magnético. Pag. 5 de11

6 Martes 30 Jueves 1 Martes 6 de Abril Jueves 8 Martes 13 Jueves 15 Martes 20 S E M A N A S A N T A S E M A N A S A N T A Calculará la fuerza magnética sobre un alambre con una corriente eléctrica. Calculará el campo magnético producido por la corriente en un alambre recto largo utilizando la ley de Ampere. Representará el campo magnético por medio de las líneas de inducción magnética. Representará el campo magnético por medio de las líneas de inducción magnética. Repasará los conceptos de campo magnético. Enunciara la Ley de Biot y Savart. Calculará el campo magnético producido por una corriente eléctrica, utilizando la ley de Biot y Savart. Aplicará la Ley de Ampere a los solenoides y tiroides. Describirá los experimentos de Faraday. Enunciará la Ley de Inducción de Faraday. Resolverá problemas utilizando la Ley de Faraday. Enunciará la Ley de Lenz. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica. 9. Ley de Ampere. Cálculo del campo magnético debido a un alambre con corriente. Líneas de inducción magnética. 9. Ley de Ampere. Cálculo del campo magnético debido a un alambre con corriente. Líneas de inducción magnética. 9. Ley de Ampere. Ley de Biot y Savart. Solenoides y toroides. 10. Ley de Faraday. Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz. Examen frecuente 10. Exposición de video sobre magnetismo. Asignar tarea sobre campo magnético. Sección 8.1 al 8.3. tema de la Ley de Ampere. Sección 8.4 al 8.7. Exposición de video sobre la Ley de Ampere. Examen frecuente 11. tema de la Ley de Ampere. Sección 9.1 al 9.3. Consulta de artículos de aplicación de la Ley de Faraday. Pag. 6 de11

7 Jueves 22 Martes 27 Jueves 29 Martes 4 de Mayo Jueves 6 de Mayo Martes 11 de Mayo Describirá los experimentos de Faraday. Enunciará la Ley de Inducción de Faraday. Resolverá problemas utilizando la Ley de Faraday. Enunciará la Ley de Lenz. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético sobre cargas en movimiento. Aplicará la Ley de Faraday a los Generadores y Motores. Describirá el funcionamiento de los Generadores y Motores. Aplicará la Ley de Faraday a los Generadores y Motores. Describirá el funcionamiento de los Generadores y Motores. Describirá los efectos de la inducción electromagnética, así como el efecto de la autoinducción. Describirá la función de los circuitos RL. Resolverá problemas que involucren circuitos RL Analizará la energía almacenada en un campo magnético. 10. Ley de Faraday. Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz. 10. Ley de Faraday. Cálculo de la FEM y la corriente inducida en un circuito. 10. Ley de Faraday. Generadores y motores. 10. Ley de Faraday. Generadores y motores. 11. Inductancia. Autoinductancia. Circuitos RL. Energía en un campo magnético. Analizará las oscilaciones en 11. Inductancia. Asignar tarea sobre la Ley de Faraday. TERCER PARCIAL, Grupo Martes 14:30horas Consulta de artículos de aplicación de la Ley de Faraday. Asignar tarea sobre la Ley de Faraday. Sección 9.4 al 9.5 Examen frecuente 12. tema de la Ley de Faraday. Examen frecuente 13. Exposición de video sobre la Ley de Faraday. Sección 10.1 al 10.4 Examen frecuente 14. tema de la Inductancia. Pag. 7 de11

8 un circuito RLC. Resolverá problemas que involucren circuitos RLC. Examinará las características de los circuitos RLC. Oscilaciones en un circuito RLC. El circuito RLC. Cierre del curso. Fin de cursos. Método Pedagógico empleado : Se revisan los contenidos temáticos seleccionando métodos y técnicas que involucran a todos los estudiantes, apoyados por los recursos disponibles, orientando las discusiones hacia la aplicación de los conceptos y técnicas aprendidos a situaciones reales. La actividad en el aula esta fuertemente apoyada por el uso de equipo de cómputo y calculadoras científicas con la capacidad de realizar operaciones con vectores y el manejo del Cálculo Integral. Aunque el contenido es generalmente presentado por el profesor, algunos temas son expuestos por los estudiantes previa notificación. Se realizan actividades orientadas a un aprendizaje más significativo del contenido temático tanto de manera individual como en grupos. Se dejan tareas a resolver de manera individual o en equipo y reportes de revisión de bibliografía. Se aplican tres evaluaciones parciales, señalados en el calendario escolar. En todos éstos, se hará una retroalimentación pertinente como parte de la evaluación formativa. La definición de lo que se entenderá por cada uno de estos aspectos se describe más adelante. Al final del curso se tiene un examen integrador. Este examen involucra todos los contenidos vistos en el curso. Recursos Didácticos Computadora, cacluladoras científicas con funciones vectoriales, Experimentos, Videos, Internet. Fechas de exámenes: Primer parcial: Segundo Parcial: Tercer Parcial: Final: Martes 9, Grupo Martes 14:30 horas Martes 16, Grupo Martes 14:30 horas Martes 20, Grupo Martes 14:30 horas Jueves 13 de Mayo, Grupo Martes 14:30 horas Políticas del curso Tarea: Es una actividad fuera del aula que involucra la realización de problemas del texto asignados, o de actividades previamente elaboradas por el maestro, o la elaboración de un reporte escrito de una investigación bibliográfica. La entrega de la tarea es de una sesión a otra si son del libro de texto, de una semana si son reportes escritos. El formato de la tarea es: los datos en computadora empleando un procesador de textos, en un recuadro en la parte superior derecha de la primera hoja (nombre completo del alumno, matrícula, carrera, el número de la Pag. 8 de11

9 Programa Analítico tarea y la fecha), la redacción de los problemas con sus incisos correspondientes, las respuestas o proceso de solución después de cada pregunta o inciso del problema y las hojas debidamente grapadas. La tarea de un reporte será entregada con portada y con el contenido del reporte en computadora empleando un procesador de textos, y además grapada. En todos los casos debe usarse una hoja tamaño carta. Asistencia: Según el reglamento de evaluación del estudiante los retardos son considerados como falta se tomará lista al inicio de la clase, así que llegue puntual, tiene el derecho de faltar durante el semestre el equivalente al doble de las frecuencias de su Si tiene que asistir a un evento de tipo formativo de la UDEM la clase será negociada según lo marca el reglamento y CON ANTERIORIDAD, de lo contrario procede la falta. Asesoría del maestro: Además de asistir a la clase el estudiante tiene derecho a solicitar asesoría a su maestro extra- Para este curso el maestro debe negociar al menos una hora en la que debe presentar dicha asesoría y el horario lo dará a conocer durante la primera semana de clase y publicarlo en su cubículo. Por acuerdo Departamental, queda sin validez la solicitud de otro examen en caso de no lograr el éxito esperado. Evaluación: La evaluación de los cursos se hace de manera continua y considerando los siguientes elementos: Tareas Exámenes Frecuentes Actividades Especiales Exámenes Parciales Examen Final. Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Profesor Dr. Enrique Peña Muñoz Calificación Parcial Investigaciones y/o tareas 10% Prácticas y exámenes rápidos 20% Examen Parcial 70% Calificación Final Total (100%) 3 Parciales 70% Trabajo Final 0% Examen Final 30% Total (100%) 100% Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Dr. Enrique Peña Muñoz Teléfono Revisión No. 1 Ubicación Oficina:6312 Correo E epena@udem.edu.mx Hrs. de Asesoría Ver horario en la oficina del profesor 21/01/2005 Pag. 9 de11

10 Bibliografía básica y complementaria : BASICA: Serway, R. ; Jewett, J. : Electricidad y Magnetismo. Sexta edición. México Thomson Internacional. COMPLEMENTARIA: Resnick, Robert : Física parte II. Quinta edición. México CECSA. Sears, Zemansky, Young: Física Universitaria. Volumen 2. Décimo primera edición. Pearson Educación. México Susan M. Lea: Física. La Naturaleza de las Cosas. Vol.2. México 1999.Thomson Internacional. Thomas a. Moore: Física,seís ideas fundamentales, Tomo 2. México Segunda edición Mc Graw Hill, Eugene Hecht : Física 2. Segunda edición. Vol.2. México Thomson Internacional. Serway, R. ; Faughn, J. : Fundamentos de Física, Volumen 2. Sexta edición. México Thomson Interbacional. Tipler, P. : Física, para la ciencia y la tecnología. Volumen 2. Cuarta edición. México Editorial Reverté. Fishbane, P. ; Gasiorowicz, S. : Física para ciencias e ingeniería. Volumen 2. Primera edición. México Prentice Hall Inc. Reese, R. : Física Universiatria. Volumen 2. Primera edición. México Thomson Internacional. Giancoli, D. : Física para universiatrios. Volumen 2. Tercera Edición. México Pearson Education. Giancoli, D. ; Olguín V. : Física, principios con aplicaciones. Volumen 2. Sexta Edición. México Pearson Education. Gettys, E. ; Keller, F. : Física para ciencias e ingeniería. Tomo 2. Segunda edición. México Mc Graw Hill. Serrano, V ; García, G ; Gutiérrez, C. : Electricidad y Magnetísmo. Primera edición. México Pearson Education. Romanelli, L. ; Fendrik, A. : Física. Primera edición. México 2001 Pearson Education. Pag. 10 de11

11 Firma de autorización Pag. 11 de11