UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO 1.-IDENTIFICACIÓN ESCUELA: UNIVERSIDAD DEL ISTMO CLAVE: 3034 TIPO DE ASIGNATURA:TEÓRICA / PRÁCTICA

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO GRADO: ING. EN COMPUTACIÓN, TERCER SEMESTRE 3024 ANTECEDENTE CURRICULAR:

2.- OBJETIVO GENERAL Proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para analizar y comprender los fenómenos eléctricos y magnéticos presentes en la naturaleza, los cuales son de vital importancia en la comprensión de las propiedades a nivel atómico de los diferentes materiales y el funcionamiento de los diferentes dispositivos electrónicos.

3.- UNIDADES

1. Ley de Coulomb; 2. Campo eléctrico; 3. Ley de Gauss; 4. Potencial eléctrico; 5. Capacitancia y dieléctricos; 6. Corriente, resistencia y fem; 7. Campos magnéticos; 8. Fuentes de campo magnético; 9. Ley de Faraday.

4.- TIEMPO ASIGNADO Y CRÉDITOS DE LA ASIGNATURA. HORAS SEMANA HORAS SEMESTRE CRÉDITOS

TEORÍA PRÁCTICA TOTAL 4 2 6 68 34 102 8

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UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO 5.- CONCENTRADO POR UNIDAD

ASIGNATURA:

UNIDADES

ELECTROMAGNETISMO

CARGA POR UNIDAD EN HORAS TEORÍA PRÁCTICA TOTAL

OBJETIVOS POR UNIDAD

1. Ley de Coulomb.

9

5

14

Analizar las fuerzas que actúan sobre cargas estáticas y distribuciones de carga

2. Campo eléctrico.

9

4

13

Explicar los efectos de la intensidad de campo eléctrico debido a la carga eléctrica y distribuciones de carga

3. Ley de Gauss.

6

3

9

Explicar el flujo eléctrico a través de la superficie cerrada aplicar la ley de Gauss a distribuciones carga simétricas

4. Potencial eléctrico.

6

3

9

Explicar potencial y diferencia de potencia eléctrico, calcular el gradiente de potencial

5. Capacitancia y dieléctricos.

8

5

13

Explicar la naturaleza de los materiales dieléctricos y las condiciones de frontera. Explicar la capacitancia

6. Corriente, resistencia y fem.

8

3

11

Explicar los términos de corriente eléctrica, resistencia, voltaje y su relación en la ley de Ohm. Definir la fuerza electromotriz.

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UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO

UNIDADES

CARGA POR UNIDAD EN HORAS TEORÍA PRÁCTICA TOTAL

OBJETIVOS POR UNIDAD

7. Campos magnéticos.

5

3

8

Definir y explicar el campo magnético, sus características y naturaleza.

8. Fuentes de campo magnético.

9

4

13

Explicar y aplicar la ley de Biot-Savart, la ley de Ampere, flujo magnético y la ley de Gauss en campos magnéticos.

9. Ley de Faraday.

8

4

12

Explicar la ley de Lenz, ley de Faraday asi como los campos magnéticos inducidos.

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6.- PROGRAMA DE ESTUDIOS ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 1. Ley de coulomb.

TEMA

OBJETIVO: Analizar las fuerzas que actúan sobre cargas estáticas y distribuciones de carga

HORAS

1.1. Carga eléctrica.

1

1.2. Conservación de carga eléctrica.

1

1.3. Ley de Coulomb.

2

1.4. Sistemas de cargas puntuales.

4

1.5. Distribuciones continuas de carga.

4

1.6. Conductores y aisladores.

2

ACTIVIDADES DE TÉCNICAS APRENDIZAJE Realizar análisis vectorial de Exposición de los fundamentos teóricos la fuerza que realizan un conjunto de cargas en el ante el grupo espacio Realizar prácticas sobre la Ley de Coulomb

Desarrollo de ejemplos

Analizar diversas distribuciones de carga en coordenadas cartesianas, esféricas y cilíndricas

Realización de prácticas en el laboratorio

APOYOS DIDÁCTICOS Pizarrón Diapositivas Computadora y software de simulación. Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Discusión grupal

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 2. Campo eléctrico.

TEMA

OBJETIVO: Explicar los efectos de la intensidad de campo eléctrico debido a la carga eléctrica y distribuciones de carga

HORAS

2.1. Definición de campo eléctrico.

1

2.2. Líneas de campo eléctrico.

2

2.3. Campo eléctrico producido por cargas puntuales.

4

2.4. Campo eléctrico producido por un dipolo eléctrico.

2

2.5. Cálculo de campos eléctricos debidos a distribuciones de carga.

4

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Calcular el campo eléctrico que generan cargas puntuales en el espacio tridimencional Calcular en campo eléctrico debido a distribuciones lineales, superficies y volumétricas de carga

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

Desarrollo de ejemplos

Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 3. Ley de gauss.

TEMA

OBJETIVO: Explicar el flujo eléctrico a través de la superficie cerrada aplicar la ley de Gauss a distribuciones carga simétricas

HORAS

3.1. Flujo eléctrico.

2

3.2. Derivación de la ley de Gauss.

2

3.3. Aplicaciones de la ley de Gauss.

5

ACTIVIDADES DE TÉCNICAS APRENDIZAJE Exposición de los Demostrar la relación entre flujo y cargas eléctricas fundamentos teóricos ante el grupo Realizar una práctica sobre flujo eléctrico Desarrollo de Utlizar el teorema de la ejemplos divergencia aplicado a la ley de Gauss Realización de prácticas en el Descubrir la primera laboratorio ecuación de Maxwell Discusión grupal

APOYOS DIDÁCTICOS Pizarrón Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

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OBJETIVO:

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO

Explicar potencial y diferencia de potencia eléctrico, calcular el gradiente de potencial

UNIDAD: 4. Potencial eléctrico.

HORAS

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

4.1. Definición de potencial eléctrico para sistemas de cargas puntuales.

Resolver problemas sobre potencial y diferencia de potencial eléctrico

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

1

4.2. Potencial eléctrico debido a distribuciones de carga continuas.

2

4.3. Obtención de E a partir del potencial eléctrico.

Comprobar la característica de campo conservativo del potencial eléctrico

Desarrollo de ejemplos

1

4.4. Diferencia de potencial.

2

4.5. Energía potencial electrostática de un sistema de cargas puntuales.

2

4.6. Energía asociada a un campo eléctrico.

1

TEMA

Calcular E como el gradiente de V Calcular la enegía almacenada para un campo de potencial V

Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio Discusión grupal

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 5. Capacitancia y dieléctricos.

TEMA

OBJETIVO: Explicar la naturaleza de los materiales dieléctricos y las condiciones de frontera. Explicar la capacitancia

HORAS

5.1. Definición de capacitancia.

1

5.2. Ejemplos de cálculo de capacitancia.

3

5.3. Capacitores conectados en serie y en paralelo.

2

5.4. Energía almacenada en el campo eléctrico en un capacitor cargado.

2

5.5. Dieléctricos.

1

5.6. Polarización de la materia.

1

5.7. Campo eléctrico debido a la materia polarizada.

1

5.8. Capacitores con dieléctrico.

2

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Analizar la existencia del efecto capacitivo

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

Realizar una práctica sobre capacitancia Calcular el efecto de capacitores en serie y paralelo Analizar la importancia de los dieléctricos en el diseño de capacitores

Desarrollo de ejemplos

Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio Discusión grupal

Analizar la importancia de la polarización

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 6. Corriente, resistencia y voltaje.

TEMA

OBJETIVO: Explicar los términos de corriente eléctrica, resistencia, voltaje y su relación en la ley de Ohm. Definir la fuerza electromotriz.

HORAS

6.1. Cargas en movimiento y corriente eléctrica.

3

6.2. Densidad de corriente.

3

6.3. Resistencia y Ley de Ohm.

3

6.4. Potencia en circuitos eléctricos.

2

ACTIVIDADES DE TÉCNICAS APRENDIZAJE Resolver problemas sencillos Exposición de los con la ley de Ohm fundamentos teóricos ante el grupo Analizar la forma puntual de la ley de Ohm y la forma Desarrollo de simple ejemplos Calcular resistencia para diversos tipos de cables Realización de prácticas en el Calcular consumo de laboratorio potencia en resistencias. Comprobarlas en el Discusión grupal laboratorio

APOYOS DIDÁCTICOS Pizarrón Diapositivas y videos Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 7. Campos magnéticos.

TEMA

OBJETIVO: Definir y explicar el campo magnético, sus características y naturaleza.

HORAS

7.1. Definición de campo magnético.

1

7.2. Fuerza de Lorentz.

2

7.3. Fuerza magnética sobre un conductor que conduce corriente eléctrica.

3

7.4. Torca magnética sobre una espira con corriente eléctrica en un campo magnético externo.

2

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Analizar la importancia y el origen del magnetismo Calcular la magnitud y dirección de la fuerza en un conductor en el que circula una corriente

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

Desarrollo de ejemplos

Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio Discusión grupal

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UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 8. Fuentes de campo magnético.

TEMA

OBJETIVO: Explicar y aplicar la ley de Biot-Savart, la ley de Ampere, flujo magnético y la ley de Gauss en campos magnéticos.

HORAS

8.1. Ley de Biot-Savart.

1

8.2. Aplicaciones de la Ley de Biot-Savart.

3

8.3. Ley de Ampere.

1

8.4. Aplicaciones de la Ley de Ampere.

3

8.5. Flujo magnético.

1

8.6. Dipolo magnético (imán) y momento dipolar magnético.

2

8.7. Ley de Gauss para campos magnéticos.

2

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Resolver problemas de cáculo de H dado una correinte lineal

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

Realizar una práctica sobre la ley de Biot-Savart y la ley de Ampere

Desarrollo de ejemplos

Utilizar el teorema de Stokes para cáculo de la corriente I.

Diapositivas y videos Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio Discusión grupal

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ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO UNIDAD: 9. Ley de Faraday.

TEMA

OBJETIVO: Explicar la ley de Lenz, ley de Faraday y campos magnéticos inducidos.

HORAS

9.1. Ley de Faraday.

2

9.2. Aplicaciones de la Ley de Faraday.

4

9.3. Ley de Lenz.

2

9.4. Fems inducidas y campos eléctricos inducidos.

4

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Resolver problemas de inducción magnética

TÉCNICAS

APOYOS DIDÁCTICOS

Exposición de los fundamentos teóricos ante el grupo

Pizarrón

Realizar una práctica sobre la ley de Faraday Desarrollo de ejemplos

Diapositivas Equipo del laboratorio de Electromagnetismo

Realización de prácticas en el laboratorio Discusión grupal

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UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO 7.- APOYO BIBLIOGRÁFICO TEXTO BÁSICO: • Física Vol. 2, David Halliday, Robert Resnick, Quinta edición, Editorial CECSA, 2003. • Física Tomo II, Campos y ondas, Marcelo Alonso, Edward J. Finn Editorial ddison Wesley México 1987 • Campos Electromagnéticos, R. K. Wangsness, Editorial Limusa, 1998. • Electricidad y Magnetismo, G. A. Jaramillo Morales, A. A. Alvarado Castellanos,Segunda edición, Editorial Trillas, 1997. TEXTO DE CONSULTA: • Electricity and Magnetism volume II, Edward M Purcell, Segunda edición, Editorial McGraw-Hill, 1985. • Física: la Naturaleza de las Cosas, Vol . II, Susan M. Lea, John Robert Burke, Editorial Thomson, 2001. • Física para Ciencias e Ingeniería Vol. II, Gettys , Keller, Skove, Segunda edición, Editorial Mc Graw Hill, 2005. • Física para Ciencias e Ingeniería Vol. II, John P. Mckelvey , Howard Grotch, Editorial Harla, 1983.

8.- EVALUACIÓN

• Al inicio del curso el profesor indicará el procedimiento de evaluación, el cual deberá comprender las evaluaciones parciales y la ordinaria. El promedio de las calificaciones parciales representará el 50 % de la calificación final y el examen ordinario, el otro 50 %. • Las evaluaciones deberán ser por escrito y en su caso con apoyos orales y prácticos. • Para tener derecho a cada evaluación, el alumno deberá cumplir con un mínimo de 85 % de asistencia. • A criterio del profesor serán considerados los trabajos de investigación, tareas, exposiciones, proyectos y participación en clases. • Las evaluaciones parciales y la final, se efectuarán de acuerdo al calendario vigente, en los días y horas publicados por el Departamento de Servicios Escolares.

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UNIVERSIDAD DEL ISTMO PROGRAMA DE ESTUDIO

MC.Francisco Rubén Castillo Soria

M. en C. Daniel Pacheco Bautista

ELABORÓ

FECHA DE ELABORACIÓN: FECHA DE APROBACIÓN:

Vo.Bo.

M en C. Víctor Manuel Martínez Rodríguez

APROBÓ

04 de septiembre de 2009

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