A) ELECTROMAGNETISMO I B) Datos básicos del curso Semestre Horas de teoría por semana Horas de práctica por semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos II 4 1 4 5 C) Objetivos del curso Objetivos generales Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: Analizar las leyes básicas de la electricidad y los fenómenos asociados con esta materia. Objetivos específicos Unidades Objetivo específico 1. INTRODUCCIÓN Proporcionar los antecedentes históricos y un repaso de las herramientas analíticas necesarias para electricidad y magnetismo. 2. LEY DE Analizar las propiedades COULOMBelectrostáticas. CAMPO ELECTRICO básicas de las fuerzas 3. FLUJO Analizar las distribuciones de carga altamente simétricas ELÉCTRICO LEY DE GAUSS 4. POTENCIAL Estudiar el concepto de potencial eléctrico y su aplicación en ELÉCTRICO conductores independientemente de su geometría. 5. CIRCUITOS Utilizar las leyes básicas que rigen los circuitos resistivos DE CORRIENTE DIRECTA 6. CIRCUITOS Analizar el comportamiento de los circuitos RC alimentados RC DE con corriente directa CORRIENTE DIRECTA D) Contenidos y métodos por unidades y temas Unidad 1 INTRODUCCIÓN 2 hs 1.1 Antecedentes históricos 1 hs 1.2 Herramientas analíticas 1 hs Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Unidad 2 LEY DE COULOMB-CAMPO ELECTRICO 6 hs 2.1 Propiedades de las cargas eléctricas hs 2.2 Aislantes y conductores hs 2.3 Ley de Coulomb hs 2.4 Campo eléctrico. hs 2.5 Campo eléctrico de una distribución de carga eléctrica continua hs 2.6 Líneas de campo eléctrico hs 2.7 Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme hs Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Unidad 3. FLUJO ELÉCTRICO LEY DE GAUSS 4 hs Tema 3.1 Flujo eléctrico 3.2 Ley de Gauss 3.3 Aplicaciones de la Ley de Gauss a aisladores cargados Tema 3.4 Conductores en equilibrio electrostático Tema 3.5 Deducción de la Ley de Gauss Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Unidad 4 POTENCIAL ELÉCTRICO 12 hs 4.1 Diferencia de potencial y potencial eléctrico hs Tema 4.2 Diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme hs Tema 4.3 Potencial eléctrico y energía potencial debida a cargas puntuales hs Tema 4.4 Potencial eléctrico debido a una carga continua. hs Tema 4.5 Obtención del campo eléctrico a partir de potencial eléctrico hs Tema 4.6 Potencial de un conductor cargado hs Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Unidad 5 CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA 15 hs 5.1 La fuerza electromotriz hs Subtemas a) FEM y baterías 5.2 La corriente eléctrica y el movimiento de las cargas hs 5.3 Definición de Resistencia eléctrica hs Subtemas a) La Resistividad de los materiales aislantes y conductores b) Calibre de conductores c) Efecto de la temperatura en las resistencias 5.4 Simplificación de Resistencias Subtemas 2 hs a) Resistencias en serie y paralelo. b) Arreglo de resistencias en estrella y delta 5.5 Ley de Ohm 2 hs Subtemas a) Calculo de voltaje y corriente en circuitos serie y paralelo b) El concepto de corto circuito 5.6 Energía eléctrica y potencia 2 hs 5.7 Leyes de Kirchhoff 2 hs Subtemas a) El concepto de mallas y nodos b) Análisis de circuitos con dos y tres mallas c) Análisis de circuitos con varios nodos Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Unidad 6 CIRCUITOS RC DE CORRIENTE DIRECTA 14 hs 6.1 Definición de capacitancia 6.2 Cálculo de Capacitancias en serie y paralelo 6.3 Carga eléctrica en arreglos de capacitores 6.4 Carga y descarga de un capacitor 6.5 Comportamiento de la corriente y el voltaje en circuitos RC 6.6 Respuesta en estado estable y transitorio de circuitos RC 6.7 Energía almacenada en un capacitor 6.8 Constitución y selección de capacitores para corriente directa 6.9 Seguridad en el manejo de capacitores Lecturas recursos y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos enseñanza de Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas. Actividades aprendizaje de Los trabajos de investigación, ejercicios resueltos en clase y tareas de parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. E) Estrategias de enseñanza y aprendizaje Métodos y Prácticas Se expondrá cada tema auxiliándose de equipo audiovisual, se resolverán una serie de ejercicios y se realizará una práctica cada semana en el laboratorio, de acuerdo al manual de prácticas. Además se encargará a los alumnos la solución de problemas, la elaboración de proyectos y se analizarán casos de estudios mediante simuladores. Prácticas F) Evaluación y acreditación Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 3 semanas 20% Segundo examen parcial 3 semanas 20% Tercer examen parcial 3 semanas 20% Cuarto examen parcial 3 semanas 20% Otra actividad 1 5% Otra actividad 2 5% Examen ordinario 3 semanas TOTAL 10% 100% G) Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos SERWAY, RAYMOND A, Física para ciencias e ingeniería tomo II, CENGAGE LEARNING, séptima edición, 2009. SEARS-ZEMANSKY-YOUNG, Física universitaria, Tomo II, Pearson,, onceava edición, 2004-2005. TIPLER- MOSCA, Física para la ciencia y la tecnología, Volumen 2A, Electricidad y Magnetismo, Reverté, quinta edición. BOYLESTAD, ROBERT L., Introducción al análisis de circuitos, Pearson, 10ª edición. Textos complementarios GIANCOLI DOUGLAS C, Física para universitarios, Pearson Educación, tercera edición, 2002. RESNICK-HALLIDAY, Fundamentos de Física, CECSA, tercera edición, 2001. KIP, ARTHUR F, Fundamentos de electricidad y magnetismo, Mc Graw Hill, segunda edición, 1972. RIVEROS ROTGÉ, HÉCTOR G., Electricidad y Magnetismo, Trillas, primera edición, 1998. Sitios de Internet http://mit.ocw.universia.net/8.02/f02/index.html www.studiow3.com/em/applets.html www.usuarios.lycos.es/pefeco/enlaces.htm www.walter-fendt.de/download/ph14dl.htm www.personales.upv.es/jogomez/simula/applets
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