Contenido Programático Detallado ASIGNATURA: LABORATORIO DE FÍSICA DEL ELECTROMAGNETISMO Dirección de Ciencias Naturales CÓDIGO: Mnemónico: Área de: FÍSICA FIEL Numérico: 1. OBJETIVOS GENERALES Desarrollar en el estudiante la capacidad de analizar, tanto cualitativa como cuantitativamente, situaciones experimentales elementales enmarcadas en el contexto del electromagnetismo. Motivar al estudiante en el diseño de montajes experimentales sencillos que le permitan apreciar los principios básicos de funcionamiento de algunas máquinas electromagnéticas. ESPECÍFICOS Al terminar el curso el estudiante estará en capacidad de: Poseer habilidades en el estudiante para la manipulación de los instrumentos de medida asociados a los fenómenos electromagnéticos. Verificar la existencia de la fuerza eléctrica. Encontrar la relación existente entre carga eléctrica y fuerza eléctrica. Identificar las propiedades de atracción y repulsión entre cargas eléctricas. Verificar los resultados predichos por la ley de Gauss en distribuciones de carga con alto grado de simetría. Medir el potencial eléctrico producido por diferentes distribuciones de cargas. Diferenciar un elemento óhmico de uno no óhmico. Encontrar la relación existente entre el voltaje y la corriente en un elemento óhmico y en uno no óhmico. Entender las leyes de Kirchhoff como consecuencia de las leyes de conservación de la carga y la energía. Analizar el proceso de carga y descarga de un condensador. Medir campos magnéticos producidos por sistemas de corrientes. Verificar algunos resultados predichos por la ley de Ampere y la ley de Biot-Savart. Comprender, en montajes experimentales sencillos, algunas consecuencias de la ley de Faraday. Aplicar las leyes del electromagnetismo en el análisis de circuitos de corriente alterna. 2. JUSTIFICACIÓN Al tratarse de una ciencia experimental, las prácticas de laboratorio juegan un papel fundamental en el desarrollo de cualquier curso de física. En el caso particular del electromagnetismo las prácticas de laboratorio permiten observar y entender consecuencias y aplicaciones importantes de las leyes básicas que gobiernan el comportamiento de los campos eléctrico y magnético. Además, mediante montajes experimentales sencillos se puede facilitar la comprensión de conceptos fundamentales que en general son difíciles de comprender en un curso puramente teórico. 3. REQUISITOS ACADÉMICOS FIMF 4. CORREQUISITO ACADÉMICO FIEM 5. CRÉDITOS ACADÉMICOS Tiempo presencial (en horas al semestre) Tiempo independiente (en horas al semestre) Total de créditos académicos 24 16 (*) (*) Los créditos académicos se incluyen el el formato correspondiente a la parte teórica de la asignatura 6. INTENSIDAD SEMANAL Exposición Magistral Laboratorio Trabajo individual Total de horas/semana (*) 0 1.5 1.0 2.5 (*) Estas horas se encuentran incluidas en el formato correspondiente a la parte teórica de la asignatura. 7. CONTENIDO PROGRAMÁTICO RESUMIDO (PRÁCTICAS) 1. 2. TEORÍA DE ERRORES. CARGA, FUERZA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO. 3. 4. 5. 6. 7. 8. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA Y MAGNÉTICA. EFECTO CORONA. LEY DE GAUSS Y POTENCIAL ELÉCTRICO. CORRIENTE ELÉCTRICA DIRECTA. CAMPO MAGNÉTICO, FUERZA MAGNÉTICA Y LEY DE AMPERE. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA 8. CONTENIDO PROGRAMÁTICO DETALLADO 1. TEORÍA DE ERRORES. Objetivo: Entender qué es, cómo se realiza y cómo se representa una medición física, haciendo énfasis en mediciones asociadas a fenómenos electromagnéticos. 2. CARGA, FUERZA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO. Objetivo: Mediante un montaje experimental elemental, mostrar la existencia de dos tipos de carga eléctrica y las características fenomenológicas más importantes que presenta la interacción electrostática entre dos cuerpos. Mostrar, cualitativamente, la forma del campo eléctrico producido por las distribuciones de carga más comunes. 3. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA Y MAGNÉTICA. Objetivo: Conocer y aprender a utilizar los instrumentos de medición de uso más común en el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos 4. EFECTO CORONA. Objetivo: Mostrar el efecto un campo eléctrico intenso sobre diferentes tipos de materiales dieléctricos. 5. LEY DE GAUSS Y POTENCIAL ELÉCTRICO Objetivo: Mediante la medición de diferencias de potencial eléctrico, encontrar el potencial y el campo eléctrico creados por distribuciones de carga con alto grado de simetría y comparar estos resultados con los calculados teóricamente mediante la ley de Gauss. 6. CORRIENTE ELÉCTRICA DIRECTA Objetivo: Analizar circuitos sencillos de fuentes de voltaje DC, resistencias y condensadores usando las leyes básicas de conservación de la carga y la energía eléctrica (leyes de Kirchhoff). 7. CAMPO MAGNÉTICO, FUERZA MAGNÉTICA Y LEY DE AMPERE Objetivo: Observar las líneas de campo magnético creadas tanto por corrientes de conducción como por imanes. Analizar cualitativamente la fuerza que ejerce un campo magnético sobre una corriente de conducción. Medir el campo magnético creado por distribuciones de corriente con un alto grado de simetría y comparar esos resultados con los predichos por la ley de Ampere. 8. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA Objetivo: Analizar diferentes circuitos sencillos formados por fuentes de voltaje alterno, resistencias, condensadores y bobinas, usando las leyes básicas del electromagnetismo. 9. METODOLOGÍA El curso se desarrolla de manera exclusiva mediante prácticas de laboratorio que tendrán una duración de una a dos sesiones. Las prácticas y los informes correspondientes se elaboran en grupo y todo el trabajo debe ser presencial. Dependiendo del tema a estudiar las prácticas podrán ser puramente cualitativas o una combinación de análisis cualitativo y cuantitativo; en cualquiera de los dos casos, los informes presentados por los grupos de trabajo deberán reflejar el entendimiento más profundo posible de las leyes estudiadas. 10. EVALUACIÓN La gestión universitaria de la Escuela Colombiana de Ingeniería esta enmarcada por la evaluación continúa de sus actividades y de los resultados. Teniendo en cuenta que la evaluación del desempeño del estudiante es un proceso de evaluación continua de la enseñanza aprendizaje acorde con los objetivos enmarcados en la asignatura, han de realizarse evaluaciones de las prácticas experimentales que le permitan valorar su capacidad de análisis, orientar y reajustar su formación experimental. 11. BIBLIOGRAFÍA Texto principal GUÍAS DE LABORATORIO Otras referencias para consultas EXPERIMENTO Y SIMULACIÓN OPCIONES DIDÁCTICAS EN LA ENSEÑANZA, Hurtado Márquez Alejandro, Lombana Arroyave Carlos A, Editorial Universidad Distrital francisco José de Caldas. FÍSICA EXPERIMENTAL : ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO, Ripoll Morales Luis, Mendoza Pérez Anibal, 1 edición, Ediciones Uninorte DESCUBRIENDO LA FÍSICA, Moreno-Moreno, editorial el Manual Moderno MANUAL DEL LABORATORIO DE FÍSICA, Hewitt, Editorial Pearson 12. VIGENCIA Y MODIFICACIONES Contenidos vigentes desde: 15/08/2009 Contenidos vigentes hasta: Nueva actualización Última fecha de actualización: 01/09/2008 Penúltima fecha de actualización: 19/04/2004