Universidad del Magdalena Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo 1 Ficha de Identificación 1.1 Código y Nombre del Curso Electricidad y Magnetismo 1.2 Unidad Académica Responsable del Curso PROGRAMA DE INGNENIERÍA ELECTRÓNICA 1.3 Ubicación curricular Componente Curricular Pre-Requisitos FÍSICA 1.4 1.5 Co-Requisitos FÍSICA MECÁNICA CÁLCULO VECTORIAL Créditos Académicos Créditos HAD HTI Proporción HAD:HTI 4 4 8 1:2 Descripción resumida del curso Este curso esta diseñado para que sea impartido a estudiantes de ingeniería que hayan recibido las nociones de la cátedra mecánica. Parte del tiempo planeado se utilizará para desarrollar clases magistrales, tiempo durante el cual el objetivo principal es proporcionar a los estudiantes una presentación clara y lógica de los conceptos avanzados de la física, y de esta manera, orientarlos para que continúen desarrollando los hábitos de razonamiento lógico que se necesitan para comprender su objetivo en la ingeniería. Durante este tiempo también se observará una amplia gama de interesantes aplicaciones en el mundo real, para reforzar la comprensión de los conceptos. La otra parte del tiempo será para que el estudiante estudie y complemente por si solo los temas planteados, con el objetivo de que el futuro ingeniero aprenda a educarse de manera autónoma, y que al final de su carrera, su capacidad, su rendimiento y comportamiento personal responda crítica y constructivamente al acelerado progreso de la ciencia y la tecnología, y al cambio permanente de una sociedad en vía de desarrollo. 1.6 Elaboración, Revisión y Aprobación Elaboró Revisó Aprobó 2 Justificación Página 1 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo En los profundos cambios que surgen alrededor de la sociedad , la principal necesidad que surge, es poder ofrecer una temática que complemente los requisitos incluyendo las aplicaciones de la física, lo cual le va a permitir al futuro ingeniero comprender no solo los fenómenos naturales sino también el desarrollo de esta ciencia y su aplicación a las ingenierías, desarrollo que se ha venido dando a través de muchas décadas, además que logra estimular el interés del alumno y se le facilite el trabajo de los temas mediante una exposición clara teniendo en cuenta el ámbito teóricoexperimental de esta ciencia. 3 Competencias a Desarrollar 3.1 Competencias Genéricas Declarativo o Conceptual Capacidad de definir planteamientos problémicos para realizar cálculos que solucionen casos simples de ingeniería Procedimental Aplicar técnica de análisis apropiada para resolver problemas Tomar datos de comportamientos de sistemas físicos Esquemático Argumentar resultados Plantear modelos matemáticos coherentes y funcionales Trazar esquemas de leyes físicas aplicadas a sistemas reales. Estratégico Proponer alternativas de solución basadas en teorías Resolver problemas novedosos 3.2 Competencias Específicas Identificar, analizar y comprobar fenómenos físicos. 4 Contenido y Estimación de Créditos Académicos Unidades Temáticas Temas Tiempos HAD N 1 Nombre I CAMPO ELÉCTRICO I: DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE CARGAS Nombre N T HTI P T 1,1 Carga Eléctrica 0,5 1 1,2 Conductores y Aislantes y Carga por Inducción 0,5 1 1,3 Ley de Coulomb 0,5 1 1,4 Campo Eléctrico 0,5 1 1,5 Líneas de Campo Eléctrico 0,5 1 0,5 1 1,6 Movimiento de Cargas Puntuales en Campos Eléctricos P Página 2 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo Unidades Temáticas Temas Tiempos HAD N Nombre LABORATORIOS 2 II CAMPO ELÉCTRICO II: DISTRIBUCIONES CONTINUAS DE CARGAS Nombre N 1 1,8 Problemas de Aplicación 0,5 1 1,1 Interacción de Cargas 2 2,2 Ley de Gauss 1 2 1 2 1 2 1 2 0,5 1 2,3 Cálculo del Campo Eléctrico Mediante la Ley de Gauss 2,4 Carga y Campo en la Superficie de los Conductores Deducción Matemática de la Ley de Gauss (Opcional) 2,1 Cálculo del Campo Eléctrico y el Potencial Eléctrico 3,2 Potencial Debido a un Sistema de Cargas Puntuales 1 2 3,3 Energía Potencial Electrostática 1 2 1 2 1 2 1 2 0,5 1 3,4 Cálculo del Potencial Eléctrico: Distribuciones Continuas Superficies Equipotenciales, Distribución de Carga y Ruptura Dieléctrica 3,1 Instrumentos de medición: Voltímetro, Amperímetro, Reóstato y Osciloscopio V CORRIENTE ELÉCTRICA 0 0,5 1 4,2 Condensador Cilíndrico 0,5 1 4,3 Dieléctricos 0,5 1 4,4 El Almacenamiento de la Energía Eléctrica 0,5 1 1 2 0,5 1 4,6 Problemas de Aplicación 5 1 4,1 Condensador de Placas paralelas 4,5 Combinaciones de Condensadores LABORATORIOS 0 1 3,7 Problemas de Aplicación IV CAPACIDAD, DIELÉCTRICOS Y ENERGÍA ELECTROSTÁTICA 1 0,5 3,6 4 0 1 3,5 Campo Eléctrico y Potencial LABORATORIOS 1 Cálculo del Campo Eléctrico Mediante la Ley de 2,1 Coulomb 3,1 Potencial Eléctrico y Diferencia de Potencial III POTENCIAL ELÉCTRICO T 0,5 2,6 Problemas de Aplicación 3 P 1,7 Dipolos Eléctricos en Campos Eléctricos 2,5 LABORATORIOS T HTI 4,1 Potencial Eléctrico - Línea de Camppo Eléctrico 2 0 5,1 Corriente y Movimiento de Cargas 0,75 1,5 5,2 Ley de Ohm y Resistencia 0,75 1,5 P 2 2 2 4 Página 3 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo Unidades Temáticas Temas Tiempos HAD N Nombre LABORATORIOS Nombre N T 0,75 1,5 5,4 Combinaciones de Resistencias 0,75 1,5 5,5 Modelo Microscópico de la Conducción Eléctrica 0,75 1,5 5,6 Reglas de Kirchhoff 0,75 1,5 5,7 Circuitos RC 0,75 1,5 5,8 Amperímetros, Voltímetros y Ohmiómetros 0,75 1,5 5,9 Problemas de Aplicación 0,5 1 5,1 Capacitores: Carga y Descarga de un Capacitor 2 0 0,25 0,5 6,2 Movimiento de Cargas Puntuales en un Campo Magnético 0,75 1,5 6,3 Pares de Fuerzas sobre espiras de Corriente e Imanes 0,75 1,5 0,75 1,5 0,5 1 6,6 Campo Eléctrico Creado por Corrientes Eléctricas 0,5 1 6,7 Ley de Biot y Savart 0,5 1 6,8 Definición del Amperio 0,25 0,5 6,9 Ley de Ampère 0,5 1 6,1 Problemas de Aplicación 0,5 1 6,4 Efecto Hall 6 P 5,3 Energía en los Circuitos Eléctricos 6,1 Fuerza Ejercida por un Campo Magnético VI EL CAMPO MAGNÉTICO T HTI 6,5 Campo Magnético Creado por Cargas Puntuales Móviles P 4 6,1 Ley de Ohm 6,2 Resistencia en Serie y en Paralelo LABORATORIOS 2 6,3 Ley de Kirchhoff 4 6,4 Ley de Inductancia 6,5 Ley de Faraday 7,1 Flujo Magnético 0,5 1 1 2 7,3 Ley de Lenz 0,5 1 7,4 Fem en Movimiento 0,75 1,5 7,5 Corriente de Foucault o Turbillonarias 0,75 1,5 7,6 Generadores y Motores 0,5 1 7,7 Inductancia 0,5 1 7,2 Fem Inducida y Ley de Faraday 7 VII INDUCCIÓN MAGNÉTICA Página 4 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo Unidades Temáticas Temas Tiempos HAD N Nombre Nombre N 7,8 Circuitos LR 7,9 Energía Magnética 7,1 Problemas de Aplicación T HTI P T 0,75 1,5 1 2 0,5 1 P 7,1 Solenoide 7,2 Circuitos de Corriente Continua LABORATORIOS 3 7,3 6 Magnetismo - Diamagnetismo 7,4 Transformadores 7 VIII MAGNETISMO EN LA MATERIA LABORATORIOS 9 IX CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA 8,1 Imantación y Susceptibilidad Magnética 0,5 1 8,2 Momentos Magnéticos Atómicos 0,5 1 8,3 Paramagnetismo 0,5 1 8,4 Ferromagnetismo 0,5 1 8,5 Diamagnetismo 0,75 1,5 8,6 Problemas de Aplicación 0,5 8,1, Campo Magnético-Imanes 0,5 1 9,2 Corriente Alterna en Bobinas y Condensadores 0,5 1 9,3 Fasores 0,5 1 9,4 Circuitos LC y LCR sin Generador 0,5 1 9,5 Circuitos LCR con un Generador 0,75 1,5 9,6 Transformadores 0,75 1,5 1 2 0,5 1 10,1 Corriente de Desplazamiento de Maxwell 0,5 1 10,2 Ecuaciones de Maxwell 0,5 1 1 2 1 2 10,5 Espectro Electromagnético 0,75 1,5 10,6 Problemas de Aplicación 0,5 1 9,8 Problemas de Aplicación 10 0 9,1 Corriente Alterna en una Resistencia 9,7 Rectificación y Amplificación X ECUACIONES DE MAXWELL Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 1 2 Ecuación de Onda para las Ondas 10,3 Electromagnéticas 10,4 Energía y Cantidad de Movimiento en una Onda Electromagnética 50 14 100 4 28 Página 5 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo 5 Propuesta Metodológica FASE DE PLANTEAMIENTO: se propone una metodología acorde a la exigencia del medio universitario profesional del individuo, de tal manera que el docente planeara y desarrollara actividades que fomenten la interacción estudiante-profesor y la participación en el trabajo grupal, la investigación y el trabajo individual, entre otros. FASE DE ORIENTACIÓN: Se expondrá de manera breve la temática a tratar y seguidamente se hará una prueba escrita u oral, para ver que conoce el estudiante del tema a tratar y con base en los resultados se proyectara la clase, ya sea de manera magistral o con la participación del estudiante. FASE DE AFIANZAMIENTO: Para esta fase se programaran talleres y trabajos de investigación en el aula y fuera de ella, de manera que se irán suministrando gradualmente guías de trabajo y temas de investigación que le permitan al estudiante afianzar la temática vista en las clases magistrales. QUÉ SE EXIGE DEL ESTUDIANTE: Lectura comprensiva de textos escritos, revistas e información en base de datos.Consulta permanente de fuentes de información.(Internet como un recurso tecnológico para estimular el aprendizaje, ampliar y complementar los contenidos, posibilitando que el estudiante desarrolle temas de investigación) Actitud analítica y crítica frente a los diversos temas tratados. 6 Estrategias y Criterios de Evaluación EVALUACIÓN CUALITATIVA: Entrega y desarrollo de guías de ejercicios y talleres para que los estudiantes al trabajarlos individualmente o en grupo, desarrollen capacidad de trabajo, estrategias de solución de problemas, hábitos y técnicas de estudio propias de las disciplinas matemáticas. EVALUACIÓN CUANTITATIVA: Tipos de prueba: Se establecen dos exámenes parciales y un examen final. Los valores correspondientes a las pruebas escritas son: Primer Examen Parcial ------------------ 30% de la nota definitiva. (150 Puntos) Segundo Examen Parcial ----------------30% de la nota definitiva. (150 Puntos) Examen Final ------------------ 40% de la nota definitiva. (200 Puntos) Los valores de las pruebas escritas (primer y segundo parcial, examen final) serán divididos en común acuerdo con los estudiantes, mediante quiz, talleres, control de lectura, exposiciones, participación y proyectos de aplicación. 7 Recursos Educativos N Nombre Justificación 1 Salones de clase bien acondicionados, 2 Salas de Internet actualizados. 3 Conferencistas invitados 4 Ayudas audiovisuales tales como video Beam, proyectores 5 Laboratorio de Física de la Universidad 6 Computadores para la realización de prácticas de: Mecánica, Fluido, Ondas y Electromagnetismo a través del Sciencie Workshop 7 Biblioteca central con textos Página 6 de 7 Vicerrectoría de Docencia Microdiseño Electricidad y Magnetismo 8 Referencias Bibliográficas 8.1 Libros y materiales impresos disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad Física, Vol. II, P. Tippler, Reverte. Física para ciencias e Ingeniería, Tomo II, R. Serway y R. Beichner. McGraw-Hill. Física para ciencias e Ingeniería, Vol. II, P. Fishbane, S. Gasiorowicz y S. Thornton, - Prentice-Hall. Física Vol.II, Susan M. Lea y Jhon Robet Burke, Internacional Thonson Editores Física Vol. II, Alonso y Finn, Fondo Educativo Interamericano. Física para ciencias e Ingeniería, Vol. II, Mc Kelvey-Grotch, Harla S. A. [1] 8.2 Libros y materiales digitales disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad [2] 8.3 Documentos y Sitios Web de acceso abierto a través de Internet [3] 8.4 Otros Libros, Materiales y Documentos Digitales [4] Página 7 de 7