laboratorio de Electromagnetismo

Universidad de Murcia
Facultad Química
Titulación de Licenciado en Física
Curso Académico 2010/11
1-Identificación
1.1. De la asignatura
Nombre de la asignatura
Código
Curso / Grupos
Tipo
Créditos LRU
Estimación del volumen de trabajo del
alumno (ECTS)*
Duración
Idiomas en que se imparte
Laboratorio de
Electromagnetismo
00N7
3º / 1
Troncal
Teóricos: 0.5
Prácticos: 4
4.5
Cuatrimestral (2º)
Español
1.2 Del profesorado:
Nombre y
Apellidos
Área/
Departamento
Despacho y
Facultad
dónde se
ubica.
Teléfono
Correo
electrónico y
página web
Horario de
atención al
alumnado
1º C
Marta Rojo Electromagnetis B1.1B.028
Martínez
mo / Física
Facultad de
(coord.)
Química
868 887370 mrojo@um.es
María
Carmen
Sánchez
Gómez
868 887371 mcsan@um.es
Electromagnetis B1.1B.000A
mo / Física
Facultad de
Química
1
2º C
Lunes de Lunes y
16:30 a Miérco
18:30h y les de
Miércole 10 a
s de
13h
11:30 a
13:30h
Lunes y
Miérco
les de
11 a
14h
2-Presentación
Esta asignatura de carácter troncal y eminentemente práctica, pretende
introducir
al alumno en las técnicas
experimentales
propias
del
Electromagnetismo, y complementar y reforzar los conocimientos teóricos
adquiridos paralelamente en la asignatura de Electromagnetismo del mismo curso.
Sus descriptores son: Naturaleza de los fenómenos físicos y su medida.
Tratamiento de datos.
Con esta asignatura se persiguen los siguientes objetivos:
Conocer los fundamentos teóricos de los instrumentos básicos de medida en
un laboratorio de Electromagnetismo
Aprender a manejar dichos instrumentos
Reproducir los experimentos fundamentales en Electromagnetismo, tales
como los de Coulomb, Ampère, Faraday, Oesterd, etc.
Realizar medidas de campos eléctricos y magnéticos
Adquirir destreza en el montaje de circuitos eléctricos y en la medida de
las magnitudes asociadas a los mismos
Observar y medir los fenómenos asociados a la propagación de ondas
electromagnéticas en medio libre
Medir las características electromagnéticas de medios materiales
Aprender a interpretar los resultados experimentales, a identificar las
fuentes de error y a cuantificar la incertidumbre de las medidas, así como a
presentar dichos resultados en tablas y gráficas.
3-Conocimientos previos
Los alumnos deben tener conocimientos previos sobre las leyes de la Electricidad
y el Magnetismo, circuitos eléctricos de corriente alterna y continua, ondas,
tratamiento de datos experimentales y análisis de errores. Por tanto, es
recomendable haber superado las asignaturas de Física General y Laboratorio de
Física General de 1º, y cursar paralelamente la asignatura de Electromagnetismo
de 3º.
2
4-Competencias
-
-
-
-
-
-
Aplicar sus conocimientos sobre los principios, técnicas e instrumentos de
medida y los fenómenos de interés en Electromagnetismo
Realizar medidas de los diferentes tipos de magnitudes electromagnéticas
en sus diferentes rangos y substratos
Realizar medidas de un conjunto suficiente de tipos de magnitudes
electromagnéticas conociendo los principios físicos y la instrumentación de
medida estándar
Saber caracterizar instrumentos básicos de medidas eléctricas y
magnéticas, su limitación en función de su estabilidad, sensibilidad y
exactitud, así como su interacción con los sistemas de trabajo
Evaluar los limites de los métodos de medida debidos a las interferencias, a
la simplicidad de los modelos y a los efectos que se desprecian en el método
de medida
Capacidad para desarrollar diversos experimentos, saber qué tipo de
medida debe realizar y los pasos a seguir para minimizar los errores;
analizar resultados y sacar conclusiones para dar un resultado final
satisfactorio
Documentar un proceso de medida en lo que concierne a su fundamento, a la
instrumentación que requiere y a las condiciones en las que es válido
Poder plasmar la experiencia de laboratorio mediante el desarrollo de una
memoria de carácter científico y una exposición concisa y a la vez rica en el
análisis de las condiciones experimentales y de los resultados
Realizar y conocer experimentos de fenómenos relevantes en
Electromagnetismo.
5-Contenidos
Teóricos:
1. Fundamentos Teóricos de metrología
2. Fundamentos Teóricos de los experimentos
3. Revisión de conceptos básicos de medida y análisis de errores
4. Revisión de circuitos eléctricos
Prácticos:
1. Metrología Electromagnética Básica
2. Experimentos Fundamentales
3. Electrostática y Magnetostática
4. Circuitos eléctricos
5. Ondas electromagnéticas
6. Caracterización experimental de materiales
3
6-Metodología docente y Estimación del volumen de trabajo
del estudiante (ECTS)
6.1-Metodología docente
Clases teóricas
Se orientarán hacia la explicación de los fundamentos teóricos de metrología y
de los experimentos a realizar, y a la revisión de conceptos
Clases prácticas de laboratorio
Se desarrollarán bajo dos enfoques metodológicos diferentes:
-
-
Aprendizaje cooperativo: En la primera parte de la asignatura, los alumnos
en parejas realizarán un conjunto de prácticas (prácticas dirigidas) para las
que dispondrán del apoyo permanente del profesorado y de un detallado
guión y donde debe reflejar el trabajo desarrollado (medidas, errores,
gráficas, análisis de resultados, conclusiones, etc. )
Aprendizaje autónomo dirigido: En la segunda parte de la asignatura, el
alumno desarrollará autónomamente un trabajo experimental sobre un tema
prefijado, con el apoyo y orientación de un profesor-tutor (prácticas
tuteladas). Esta experiencia de laboratorio se recogerá en una memoria
científica y se expondrá en clase.
Tutorías:
- Resolución de cualquier duda individual o en pequeños grupos
- Seguimiento y dirección de los grupos de trabajo, supervisando y
orientando más directamente las actividades desarrolladas en las prácticas
El seguimiento tutorial se realizará tanto de forma presencial como a través
de SUMA.
4
6.2-Estimación del volumen de trabajo del estudiante
(ECTS)
Laboratorio de Electromagnetismo
Nº de alumnos: 11
Nº de grupos de Prácticas: 1
Créditos: 4.5 LRU=(4.5 ECTS)
Nº de grupos de Tutorías: 6
Volumen de trabajo del alumno
Actividad
Factor1
B
Hora
presencial
A
Trabajo
Personal
C (A x B)
Volumen de
trabajo
D (A +C)
CLASES TEÓRICAS
Presentación de la asignatura
Prácticas de exhibición
Revisión de conceptos
0.5
0.5
2
2
4
0.5
0.5
6
30
10
1
1
2.5
6
30
22.5
6
60
32.5
7
1
5
5
6
CLASES PRÁCTICAS
Prácticas dirigidas
Prácticas tuteladas
Exposición de trabajos
Otros…
TUTORÍAS
Presencial individual
Presencial en grupo
Total
112.5
112.5/ 4.5 créditos = 25h
Relación trabajo/ECTS2
7-Temporalización o cronograma
Sesión
Contenidos
Presentación
Martes 16
Febrero
Revisión de conceptos básicos de medida y análisis de errores
Viernes 19
Febrero
Ejercicios de revisión de medida y análisis de errores
Martes 23
Febrero
Viernes 26
Febrero
Exhibición: EXPERIMENTOS BASICOS DE
ELECTROMAGNETISMO
Ejercicios de revisión de circuitos eléctricos
Metrología electromagnética básica: EL GALVANÓMETRO
Metrología electromagnética básica: EL AMPERÍMETRO
Martes 2 Marzo Metrología electromagnética básica: EL VOLTÍMETRO
1
2
Horas que el alumno necesita de estudio o preparación por cada una de las actividades propuestas.
Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS.
5
Sesión
Contenidos
Viernes 5 Marzo Circuitos eléctricos: MEDIDA DE RESISTENCIAS
Martes 9 Marzo
Viernes 12
Marzo
Martes 16
Marzo
Martes 23
Marzo
Viernes 26
Marzo
Cicuitos eléctricos: CARGA Y DESCARGA DE UN
CONDENSADOR
Electrostática : LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO
Metrología electromagnética básica: OSCILOSCOPIO (I)
Metrología electromagnética básica: OSCILOSCOPIO (II)
Circuitos eléctricos: CIRCUITO RESONANTE SERIE LCR
Martes 13 Abril Caracterización de materiales: MEDIDA PERMITIVIDAD
Viernes 16 Abril Caracterización de materiales: MEDIDA CONDUCTIVIDAD
Martes 20 Abril Magnetostática: MEDIDA CAMPO B
Viernes 23 Abril
Martes 27 Abril
Caracterización de materiales: CICLO DE HISTÉRESIS DE UN
FERROMAGNÉTICO
Experimentos Fundamentales: LEY DE FARADAY: INDUCCIÓN
ENTRE SOLENOIDES
Caracterización de materiales: CICLO DE HISTÉRESIS DE UN
FERROMAGNÉTICO
Experimentos Fundamentales: LEY DE FARADAY: INDUCCIÓN
ENTRE SOLENOIDES
Viernes 30
Abril
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (I)
Martes 4 Mayo
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (II)
Viernes 7 Mayo
Sesión de repaso / recuperación
Martes 11 Mayo
SESIÓN DE EVALUACIÓN
Del 12 al 30 de
Mayo
REALIZACIÓN PRÁCTICAS TUTELADAS
Del 1 al 5 de
Junio
PRESENTACIÓN DE MEMORIAS Y EXPOSICIÓN DE LAS
PRÁCTICAS TUTELADAS
6
8-Evaluación
1. Evaluación del aprendizaje:
Instrumentos de
evaluación
Trabajo continuo
-
Prueba sobre las prácticas dirigidas
-
Memoria y
exposición de las
prácticas
tuteladas
Criterios de evaluación
Ponderación
Realización diaria de cuestiones
teórico-prácticas relativas a las
prácticas dirigidas
Dominio de los procedimientos
experimentales
Dominio de los contenidos teóricos
Resultados obtenidos
Cálculo y expresión adecuada de los
errores de magnitudes directas e
indirectas
Empleo correcto de las unidades y las
cifras significativas en el resultado de
las medidas
Representación gráfica de los
resultados experimentales
Análisis e interpretación de los
resultados experimentales
30% de la nota global
de la asignatura
- Dominio de los procedimientos
experimentales
- Dominio de los contenidos teóricos
- Resultados obtenidos
- Cálculo y expresión adecuada de los
errores de magnitudes directas e
indirectas
- Empleo correcto de las unidades y las
cifras significativas en el resultado de
las medidas
- Representación gráfica de los
resultados experimentales
- Análisis e interpretación de los
resultados experimentales
- Conclusiones del experimento
- Bibliografía
- Claridad de la exposición: Grado de
consecución del objetivo pedagógico y
divulgativo
- Tiempo de la exposición
- Respuesta a las preguntas planteadas
7
30% de la nota global
de la asignatura
40% de la nota global
de la asignatura
Observaciones y/o recomendaciones:
- Para que las distintas partes de que consta la evaluación sean
compensables, es necesario obtener, como mínimo, un 30% de la
calificación máxima en cada una de ellas.
- La calificación de las prácticas tuteladas se conserva para otras
convocatorias
2. Evaluación de la docencia
A final de curso se realizará a los alumnos una encuesta de satisfacción con
relación a los distintos aspectos de la asignatura. Esta información permitirá la
mejora y adaptación permanente de la docencia de la asignatura.
9-Bibliografía recomendada:
Mesures Électriques, Jacobs, P., Jadin, V., Dunod, 1968
Physique Practique Vol. I, Berty, Escaut, Marchand, Martin, Oustry,
Librairie Vuibert, 1971
Laboratorio de Electricidad y Magnetismo, F. Nuñez, Ed. Urmo, 1972
Experimentos de Física, Meiners, Eppenstein, Moore, Ed. Limusa, 1980
A Laboratory Manual of Physics, Tyler, F., Hodder&Stoughton, 1977
Principles of Measurement and Instrumentation, Morris, A. S., PrenticeHall, 1993
An Introduction to Error Analysis, Taylor, J.R., University Science Books,
1997
Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, Cooper,
W.D., Helfrick, A.D., Prentice Hall, 1990
8