PROGRAMA Electromagnetismo

8/16/2019 PROGRAMA Electromagnetismo

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UNIDADES TECNOL GICAS DE SANTANDER PROGRAMA DE ASIGNATURA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS B SICAS2014

FACULTAD Ciencias Naturales E Ingenierías

PROGRAMAS ACADÉMICOS Todos los programas.

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO Tipo Asignatura: TEORICA Créditos: 4 TP: 64 TI: 128 Semestre académico: III Código asignatura: DCB010 Requisitos: DCB009 MECÁNICA.

JUSTIFICACIÓN: El actual avance de la ciencia con sus múltiples aplicaciones tecnológicas, entrelas cuales numerosas tienen que ver con cargas eléctricas estáticas y en movimiento, sus camposeléctricos y magnéticos, ondas electromagnéticas etc., incluyendo, el impacto sobre la saludambiental de los seres vivos y al hombre, hace de este conocimiento material básico y necesaria suinclusión en las tecnologías mencionadas ya que sus bases son las ciencias naturales, dándoles unabase solida para que el tecnólogo desarrolle su trabajo con mayor racionalidad científica e incluya ensu punto de acción la preservación de la naturaleza.

OBJETO DE ESTUDIO: La electrostática y electrodinámica, sus principios,

OBJETIVO DE FORMACIÓN: Al terminar el curso el alumno estará en capacidad de aplicar losprincipios del electromagnetismo, a través de los conceptos de Campo eléctrico y magnético a muydiversas situaciones teóricas sencillas y a situaciones prácticas comunes que involucrencomplejidad de orden medio.

COMPETENCIAS TRANSVERSALES: Se busca potenciar las competencias:

Expresión comunicativa escrita

Capacidad para obtener y procesar información de diferentes fuentes Capacidad para trabajar y aprender en equipo Interpretar la información de diferentes fuentes clasificándola de acuerdo a las necesidades

propias del entorno.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE LA ASIGNATURA:

Analizar cargas eléctricas en reposo, aplicando las leyes de Coulomb y Gauss para proveersoluciones adecuadas prediciendo sus comportamientos numéricos o gráficos

Examinar el potencial eléctrico, y resistencias, aplicando el concepto de potencial eléctricocomo instrumento fundamental de solución en diversas situaciones problémicas, estimando elposible comportamiento de diversos sistemas en situaciones particulares numéricas, graficas o

analíticas Relacionar el campo magnético, aplicando las diferentes leyes del magnetismo como

instrumento fundamental de solución, interpretando desde un punto de vista cualitativo ycuantitativo, los resultados obtenidos.


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ESTRUCTURA DE LA ASIGNATURA POR UNIDADES TEMÁTICAS

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

UNIDADES TEMÁTICAS

Semanas

Horas

TP

TI

Analizar cargas eléctricas enreposo, aplicando las leyes deCoulomb y Gauss para proveersoluciones adecuadas prediciendo

sus comportamientos numéricos ográficos

CARGA ,FUERZA Y CAMPOELÉCTRICO

6 24 48

Examinar el potencial eléctrico, yresistencias, aplicando elconcepto de potencial eléctricocomo instrumento fundamental desolución en diversas situacionesproblémicas, estimando el posiblecomportamiento de diversossistemas en situacionesparticulares numéricas, graficas oanalíticas

POTENCIAL ELÉCTRICO ,CAPACITANCIA,

INTENSIDAD DE CORRIENTE YRESISTENCIA ELÉCTRICA.

6 24 48

Relacionar el campo magnético,aplicando las diferentes leyes delmagnetismo como instrumentofundamental de solución,interpretando desde un punto devista cualitativo y cuantitativo, losresultados obtenidos

EL CAMPOMAGNÉTICOFUERZA ELECTROMOTRIZ

INDUCIDA ECUACIONES DE MAXWELL

4 16 32

Total 16 64 128


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UNIDAD 1: CARGA, FUERZA Y CAMPO ELÉCTRICO

COMPETENCIA: Analizar cargas eléctricas en reposo, aplicando las leyes de Coulomb y Gausspara proveer soluciones adecuadas prediciendo sus comportamientos numéricos o gráficos

RESULTADOS DE APRENDIZAJE: El estudiante: Aplica fuerzas y campos eléctricos de cargas puntuales y continuas en solución de situaciones

problémicas. Resuelve situaciones de campo eléctrico aplicando la ley de Gauss o Ley de Coulomb según

sea más conveniente Argumenta el comportamiento de las cargas ó de los campos eléctricos en situaciones

particulares o generales dando explicaciones de las causas físicas de este.

Predice el comportamiento teórico de cargas ó de campos eléctricos en situacionesparticulares. Hace descripciones gráficas de los resultados obtenidos teóricamente en situaciones generales

CONTENIDOS

Conocimientos Habilidades

Masa y Carga eléctrica Ley de Coulomb. Cuantización de la carga Distribución de carga eléctrica. Campo Eléctrico con carga puntual y

distribuida

Relación campo – fuerza Ley de Gauss, aplicaciones Movimiento de cargas en un campo eléctrico.

Aplicación correcta de unidades Planteo de problemas sencillos cualitativos Descripción del campo eléctrico, en forma

gráfica Reconocimiento de los fenómenos

electrostáticos.

Manejo de medidas eléctricas. Aplicación ley de Coulomb a diversos casos Análisis detenido de nuevas situaciones

con campo eléctrico Aplicación el concepto de campo eléctrico a

situaciones más complejas Selección de situaciones geométricas que

permiten aplicar la ley de Gauss

ACTIVIDADES DE ENSE ANZA Y APRENDIZAJE

En el Aula Fuera del Aula

Evaluación diagnóstica sobre conocimientosprevios. Taller sencillo sobre ley de Coulomb. Exposición del docente. Control del desarrollo de las guías. Revisión del trabajo extra-clase. Previo y posterior desarrollo del mismo

Lectura comprensiva y resolución deejercicios de las guías de profundización. Lecturas comprensivas y resolución de

ejercicios de la guía-taller No 1 Ley deCoulomb.

Lectura dirigida de un texto relacionado conla lección magistral: “Relación de la ley deCoulomb respecto a la atracción entreprotones y electrones”.


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UNIDAD 2: POTENCIAL ELÉCTRICO, CAPACITANCIA, INTENSIDAD DECORRIENTE Y RESISTENCIA ELÉCTRICA.

COMPETENCIA: Examinar el potencial eléctrico, y resistencias, aplicando el concepto de potencialeléctrico como instrumento fundamental de solución en diversas situaciones problémicas,estimando el posible comportamiento de diversos sistemas en situaciones particulares numéricas,graficas o analíticas

RESULTADOS DE APRENDIZAJE. El estudiante: Analiza el concepto de potencial y energía potencial eléctrica en solución de diversas

situaciones problémicas, relacionadas con cuerpos cargados Relaciona potencial y campo eléctrico Deduce expresiones matemáticas para resistencias según su geometría

Argumenta el porqué del comportamiento de los campos eléctricos en capacitores condieléctrico.

Resuelve situaciones de capacitores con o sin dieléctrico Interpreta los resultados provenientes de la solución de problemas particulares Predice el comportamiento teórico del potencial eléctrico de cuerpos cargados. Argumenta el porqué del comportamiento de los campos eléctricos en capacitores con

dieléctrico. Hace descripciones gráficas de los resultados obtenidos teóricamente en situaciones generales

o particulares y explica su significado.

CONTENIDOS


Trabajo y potencial Electrostático Potencial para carga puntual, para un sistema

de cargas puntuales y para una distribucióncontinua de carga.

Relación entre Potencial y campo eléctrico Superficie equipotencial Potencial de dipolo eléctrico Energía almacenada en el campo eléctrico, Vector polarización eléctrica, susceptibilidad

eléctrica, carga de polarización, densidad decarga de polarización.

Campo eléctrico dentro de un dieléctrico

Capacitancia eléctrica,

Energía almacenada en un condensador. Corriente eléctrica, densidad de corriente Conductividad y resistividad eléctrica Ley de Ohm Ley de Joule Solución de circuitos RC con C.D. encarga descarga. Resistencias eléctricas, resistividad y

geometría.

Resolución de problemas y ejercicios queinvolucran la energía potencial eléctrica

Explicación de la naturaleza del potencialeléctrico y sus manifestaciones.

Análisis de la relación entre potencial y elcampo eléctrico.

Planteo del concepto de potencial paradiferentes configuraciones.

Discusión acerca de la teoría dentro decapacitores con dieléctricos.

Aplicación de conceptos de potencial ycapacitancia a capacitores y circuitos decapacitores

Solución de circuitos sencillos RC en carga ydescarga...

Planteo de solución a situaciones queinvolucren la ley de Ohm

Deducción de expresiones matemáticas pararesistencias según su geometría

Interpretación de los resultados provenientesde la solución de problemas particulares


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En el Aula

Fuera del Aula

Exposición del docente. Control del desarrollo de la guía. Realización de ejercicios grupales que

refuercen los conocimientos adquiridos. Preguntas sobre las lecturas sugeridas. Solución de inquietudes. Orientación inductiva de la teoría y forma de

aplicarla. Actividad evaluativa Revisión del trabajo extra-clase.

Consulta en Internet y en guía dada por eldocente sobre potencial eléctrico.

Consulta sobre las formas de solución enejercicios propuestos.

Lectura comprensiva y resolución deejercicios de la guía de profundización deelectromagnetismo sobre potencial.

Ejercicios sobre la temática. de Física II deSerway.

Lecturas comprensivas y resolución deejercicios de la guía-taller No 2

Lectura dirigida de un texto relacionado conla lección magistral: “Relación entre potencialy campo eléctrico”

Elaboración de un informe de lecturatomando como referencia la lectura baseentregada por el docente.

Desarrollo de talleres con apoyo en guíadocente.


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UNIDAD 3: EL CAMPO MAGNÉTICO, FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA,ECUACIONES DE MAXWELL.

COMPETENCIA: Relacionar el campo magnético, aplicando las diferentes leyes del magnetismocomo instrumento fundamental de solución, interpretando desde un punto de vista cualitativo ycuantitativo, los resultados obtenidos.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Explica diversas aplicaciones industriales de campos magnéticos Aplica la Ley de Lorentz en la solución de diversas situaciones relacionadas con cargas

móviles en campos magnéticos.

Resuelve situaciones mediante la aplicación de las leyes del campo magnético. Aplica la Ley de Ampere en la solución de sistemas sencillos de campo magnético Interpreta los resultados provenientes de la solución de problemas particulares en forma

analítica o gráfica Interpreta la ley de inducción de Faraday en la solución de problemas de magnetismo.

CONTENIDOS


Definición de Magnetismo: Naturaleza,imanes, flujo magnético

Fuerza magnética sobre carga aislada en

movimiento, Fuerza de Lorentz. Fuerza entre elementos de corrientes Fuentes de campo magnético. Ley de Biot-

Savart. Ley de Ampere y sus aplicaciones Par y energía de una espira en un campo

magnético externo. Magnetización de la materia, el

paramagnetismo, diamagnetismo yferromagnetismo.

Fuerza electromotriz inducida. Ley deFaraday:

Ley de Lenz.

Ecuaciones de Maxwell. Significado y físico yforma integral y diferencial.

Utilización de la ley de Biot-Savart ensituaciones sencillas.

Interpretación de las leyes de Biot-Savart y

Ampere en análisis y solución de situacionesproblémicas

Investigación bibliográfica sobre la diferenciaentre para, día y ferromagnetismo.

Interpretación del significado de la curva demagnetización.

Análisis del funcionamiento de los motoreseléctricos y de los transformadores en base ala ley de inducción de Faraday.

Solución de problemas sencillos aplicando leyde inducción de Faraday

Interpretación del significado de cada ley deMaxwell.


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En el Aula Fuera del Aula

Orientación de problemas de la guía Toma de apuntes de parte de los

estudiantes. Orientación inductiva de la teoría y forma de

aplicarlas. Formación de grupos en los que cada uno

explicara el significado de cada ley deMaxwell.

Revisión de las investigaciones extra clase. Exposición oral por parte del docente. Supervisión de las actividades propuestas

por el docente para hacerse fuera del aula.

Socialización de las lecturas sugeridas.(Trabajo colaborativo).

Investigación sobre el fenómeno delmagnetismo, sus aplicaciones y sobre la leyde Biot-Savart en el Libro de Física II deSerway y en internet bajo los nombresMAGNETISMO; LEY DE BIOT-SAVART,

APLICACIONES INDUSTRIALES DELMAGNETISMO.

Consulta en Internet bajo el nombre deHISTERESIS MAGNETICA Y SU RELACIONCON LAS APLICACIONES INDUSTRIALES.

Investigación sobre la aplicación de la ley deinducción en motores y transformadores.

Consulta sobre las leyes de Maxwell Lectura comprensiva y resolución de

ejercicios de la guía-taller No 3 sobreMagnetismo y leyes de Maxwell.

Consulta de ejercicios en tutoría. Desarrollo de talleres con apoyo en guía

docente.

ESTRATEGIAS DE ENSE ANZA

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE

La metodología será plural y tratará decombinar múltiples estrategias deenseñanza con una diversificación de lastareas dirigidas al aprendizaje.

Las clases teóricas expositivas.

Revisión del trabajo extra-clase El desarrollo de problemas en grupos o

en forma individual en clase. Las clases prácticas de aula y fuera de

ella. (Tutorías, asistencia a laboratorio)

Guías de ejercicios y de profundización. Talleres evaluativos, quices,

evaluaciones escritas individuales

Se promoverán estrategias básicas deaprendizaje como: la comprensiónlectora; identificar y subrayar las ideasprincipales; hacer resúmenes; laexpresión escrita y oral; estrategias pararelacionar conceptos y facilitar suaplicación efectiva.

Elaboración de un informe de lectura.


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CRITERIOS INSTITUCIONALES DE EVALUACI N

La evaluación se hará teniendo como referente los resultados de aprendizaje previstos en cadaunidad y corte, los cuales serán comunicados a los estudiantes antes de valorar su desempeño. Sehará uso de diversas estrategias para recoger, como mínimo, tres evidencias de aprendizaje encada uno de los tres cortes que establece el calendario académico semestral.

Para garantizar un seguimiento efectivo del aprendizaje es necesario realizar una evaluacióndiagnóstica al comienzo del semestre con el fin de determinar los presaberes requeridos para iniciarel nuevo proceso de aprendizaje. Igualmente, se deben realizar evaluaciones periódicas paraobservar progresos en el aprendizaje de los estudiantes. Al finalizar casa corte se realizará unaevaluación escrita (parcial) para evidenciar los aprendizajes esperados y certificarlos mediante unacalificación (valoración cuantitativa) en una escala de 0.0 a 5.0.

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

Parcial Trabajos Quiz Listas de chequeo


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BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

EDMINISTE, Joseph A. Teoría y Problemas en Electromagnetismo. McGraw Hill, COD 537.E24e.

SERWAY R. Física Tomo II, Ed. 5ta. Mc Graw Hill, COD 530.S492f

SEARS y Zemansky, Física Universitaria II, Editorial Pearson, COD 530.S439f

OHANIAN y Markert. Física para Ingeniería y Ciencias Vol. 2. Ed. 3era. Mc Graw Hill.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

HAYT William, Teoria Electromagnetic. Mc Graw Hill. COD 621.3H426t.

RESNICK – Holliday, Física tomo I y II.

TIPPENS Paul E., Física, tomo I, II, Reverté, COD T595f

ALVARENGA, Física General con experimentos sencillos. Harla, COD 530. A473f

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