UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN FACULTAD POLITÉCNICA ANÁLISIS DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN PLAN 2000 PROGRAMA DE ESTUDIOS I. 1. 2. 3. 4. IDENTIFICACIÓN Materia Semestre Horas semanales 3.1. Clases teóricas 3.2. Clases prácticas Total real de horas disponibles 4.1. Clases teóricas 4.2. Clases prácticas II. - : Física II : Quinto : 5 horas : 3 horas : 2 horas : 88 horas : 52 horas : 36 horas JUSTIFICACIÓN La física es una ciencia deductiva y lógica basada en leyes y conceptos en la que el método científico se aplica con mayor éxito. La física desarrolla un mundo de pensar y de encarar problemas que no se encuentran en otras ramas. Principalmente, en Física se enfocan los problemas a partir de los principios básicos, con su lenguaje la matemática, y obviando la memorización de muchas fórmulas; dando siempre un énfasis en el razonamiento. Tal vez, el impacto de la física para muchas ciencias se encuentre en la instrumentación. Un conocimiento profundo de la física ayudará en una mayor comprensión de muchos instrumentos y equipos que hoy día nos son corrientes en nuestra vida; propios de la tecnología actual. En este curso se introducen los conceptos relacionados con los fenómenos eléctricos y magnéticos. Se da un énfasis en los aspectos teóricos; el lenguaje matemático apropiado, la solución de problemas concretos; incluyendo la aplicación de métodos numéricos. La finalidad del curso es entregar al estudiante una visión de la física - electricidad que le permitirá obtener una mayor comprensión de los fenómenos eléctricos, desarrollar una mayor capacidad de análisis y síntesis, aplicar los conocimientos en otras áreas del saber. III. 1. 2. 3. 4. 5. 6. OBJETIVOS Analizar los principios fundamentales del electromagnetismo de tal manera que los mismos faciliten la comprensión de las tecnologías actuales. Discutir fenómenos donde intervienen efectos eléctricos básicos. Emplear instrumentos de medición eléctricos: amperímetro, voltímetro, óhmetro. Aplicar los conceptos básicos de la electrostática en la solución de problemas donde intervienen cargas eléctricas puntuales y distribuciones continuas de cargas. Resolver problemas de circuitos de corriente con continúa, con el cálculo de resistencias, corriente eléctrica, diferencia de potencial y potencia. Aplicar los conceptos relacionados con el campo magnético, la producción de campo magnético y la inducción magnética en la solución de problemas IV. 1. 2. V. - PRE - REQUISITOS Cálculo II. Física I. CONTENIDO 5.1. Unidades programáticas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Campo eléctrico Potencial eléctrico Distribuciones continuas de cargas Capacidad eléctrica Corriente eléctrica Circuitos de corriente continua Campos magnéticos Fuentes de campos magnéticos Inducción magnética Inductancia. 5.2. Desarrollo de las unidades programáticas 1. Campo eléctrico. 1.1. La carga eléctrica. 1.2. El átomo y sus constituyentes. 1.3. Conductores y aisladores. Aprobado por Resolución Nº Acta Nº del Consejo Directivo de la FP-UNA Página 1 de 3 Análisis de Sistemas Producción - Plan 2000 Facultad Politécnica 1.4. Ley de Coulomb. 1.5. El campo eléctrico. 1.6. Campo eléctrico de una distribución de cargas puntuales. 1.7. Campo eléctrico uniforme. 1.8. Líneas de campo eléctrico. 1.9. Movimiento de una carga en un campo eléctrico uniforme. 2. Potencial eléctrico. 2.1. Energía potencial eléctrica. 2.2. Potencial eléctrico y diferencia de potencial. 2.3. Potencial originado por un sistema de cargas puntuales. 2.4. Energía potencial electrostática. 2.5. Superficies equipotenciales. 2.6. Potencial y campo eléctrico – gradiente. 3. Distribuciones continuas de cargas. 3.1. Campo eléctrico generado por distribuciones continuas. 3.2. Potencial eléctrico generado por distribuciones continuas. 3.3. Flujo eléctrico. 3.4. Ley de Gauss. 3.5. Aplicaciones de la ley de Gauss. 4. Capacitancia y capacitores. 4.1. Capacitancia. 4.2. Capacitor de placas paralelas. 4.3. Capacitor cilíndrico. 4.4. Dieléctrico. 4.5. Almacenamiento de la energía eléctrica 4.6. Energía del campo eléctrico. 4.7. Combinaciones de capacitores. 5. Corriente y resistencia eléctrica. 5.1. Movimiento de cargas y corriente eléctrica 5.2. Conductividad eléctrica y resistividad. 5.3. Ley de Ohm - Resistencia 5.4. Factores que afecta a la resistencia eléctrica 5.5. Combinaciones de resistencias 5.6. Fuente de Tensión - Fuerza electromotriz 5.7. Potencia disipada – efecto Joule 6. Circuitos de corriente eléctrica. 6.1. Instrumentos de medición eléctricos 6.2. Circuitos de corriente eléctrica. 6.3. Reglas de Kirchhoff. 6.4. Método de las mallas para la solución de problemas de circuitos 6.5. Circuitos RC 7. Campos magnéticos 7.1. Campo magnético 7.2. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento 7.3. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica 7.4. Par de fuerzas – momento de torsión 7.5. Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético. 8. Fuentes de campo magnético. 8.1. Ley de Biot-Savart 8.2. Campo magnético originados por: 8.2.1. Una carga en movimiento 8.2.2. Un elemento de corriente 8.2.3. Un conductor recto 8.2.4. Una espira 8.2.5. Un soleniode 8.3. Fuerza entre conductores paralelos 9. Inducción magnética. 9.1. Leyes de inducción de Faraday 9.2. Flujo magnético 9.3. Fem inducida - Ley de Faraday 9.4. Ley de Lenz 9.5. Fem de movimiento 9.6. Generadores y motores eléctricos 9.7. Inductancia. 10. Inductancia. 10.1. Autoinducción e inductores 10.2. Inductancia mutua 10.3. Circuito R-L 10.4. Circuito L-C 10.5. Circuito R-L-C serie 10.6. Resonancia Aprobado por Resolución Nº Acta Nº del Consejo Directivo de la FP-UNA Página 2 de 3 Análisis de Sistemas Producción - Plan 2000 VI. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Resolución de problemas en grupos. Discusión de problemas y situaciones. Trabajos prácticos realizados en la casa. Taller sobre instrumentos de medición. Exposición por grupo. Uso de utilitarios para simulación Uso de programas graficadores VII. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. MEDIOS AUXILIARES Pizarrón y marcadores. Proyector multimedia. Fotocopiadora. Máquina de calcular Computadora Equipos de medición eléctrica. Programas informáticos VIII. 1. 2. 3. Facultad Politécnica EVALUACIÓN Dos pruebas parciales. Ejercitario a ser presentado antes del primer parcial y otro antes del segundo Un trabajo práctico a ser presentado al término del semestre. El trabajo práctico se expondrá en clase. IX. - BIBLIOGRAFÍA Tipler, Paul A.. Física: volumen 2 / Paul A. Tipler; versión española por los Profesores Doctores J. Aguilar Peris y J. de la Rubio Pacheco. -- 3era ed. -- Barcelona: Reverté, 1992. -- 1169 p. -- 2 V. Serway, Raymond A. y Jewett Jr., John W.. Física para ciencias e ingenierías: Volumen II / Serway, Raymond A. y Jewett Jr., John W.; traducción Gabriel Sánchez García y Jorge Humberto Romo. – 6ta ed. – México: Thomson, 2005. – 848 p. – 2 V. Sears, Zemansky, Young y Freedman,. Física Universitaria: Vol. 2 undécima edición: Pearson Education – México, 2004. – 728 p. – 2 V. Aprobado por Resolución Nº Acta Nº del Consejo Directivo de la FP-UNA Página 3 de 3