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CIRCULAR No 1 del 2015_10
1
CENTRO DE CIENCIA BÁSICA
Curso: Fundamentos de Electromagnetismo
Fecha: Julio 13 de 2015
Coordinadora: M. Sc. Luz Aída Sabogal Tamayo
e_mail: [email protected]
Docentes del curso:
Eduard Figueroa: [email protected]
Camilo Vargas: [email protected]
Luz Aída Sabogal: [email protected]
Propósitos:
Propiciar un acercamiento a los fenómenos, conceptos y teorías relacionados con los
campos y las interacciones eléctricas y magnéticas, haciendo énfasis en el proceso de
modelamiento altamente simplificado de los sistemas físicos estudiados. El curso le
apuesta a la integración de la formación científica, dentro de la cual se contempla un
nivel de formación en investigación, humana y en menor grado profesional, en el
contexto de la ingeniería
Competencias a desarrollar en el curso:



Aplicar en forma autónoma, con claridad y rigor científico los modelos teóricos, conceptos y
procedimientos de la física, en el estudio de situaciones hipotéticas relacionadas con el
electromagnetismo.
Experimentar en forma real con los fenómenos electromagnéticos, tanto para desarrollar
habilidades experimentales como para analizar las interrelaciones de las variables de los
sistemas en estudio.
Comunicar con claridad y precisión los resultados e ideas científicas.
Competencias a desarrollar desde el área de física
 Plantear, analizar y resolver problemas físicos, tanto teóricos como experimentales mediante la


utilización de métodos analíticos, experimentales o numéricos
Construir modelos simplificados que describan una situación compleja, identificando sus
elementos esenciales y efectuando las aproximaciones necesarias
Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos,
Principios y teorías físicas
RECOMENDACIONES:
 No faltar a las sesiones de laboratorio

Repasar: Modelos atómicos; operaciones con vectores; los temas de trabajo y energía potencial
gravitacional; dinámica de la partícula por método vectorial y escalar; torque o momento de
fuerza.





Leer las secciones del libro antes de la clase respectiva
Hacer actividades para procesar los temas vistos en cada clase
Realizar los ejercicios, lecturas, actividades y talleres propuestos por su profesor
No olvide que el laboratorio y todo lo trabajado allí hace parte del curso y por ende
se incluye en los temas de parcial
Trate de asistir a las asesorías de su profesor y a las monitorias
PROPUESTA TEMÁTICA SEMANA A SEMANA
2
CIRCULAR No 1 del 2015_10
SEMANA
M
M1
1
Julio 1317
M1
2
Julio 2024
M1
M1
3
M1
M1
4
Agosto 3
-7
Agosto
10-14
Presentación
Carga eléctrica y estructura
de la materia (21.1).
electrización de la materia
(21.2)
Fuerza electrostática (Ley
de Coulomb) y campo
eléctrico (21.3; 21,4; 21.5).
Líneas de campo eléctrico
(21.6)
Fuerza y momento de
torsión en un Dipolo
eléctrico 21.7
Potencial eléctrico (23.2) y
Energía potencial eléctrica y
(23.1)
Movimiento de partículas
cargadas en campos
eléctricos (ejercicio 23.7
Energía potencial eléctrica y
Potencial eléctrico (23.1;
23.2)
Cálculos de potencial
eléctrico (23.3)
Superficies equipotenciales
(23.4)
Distribuciones continuas
de carga:
Cálculo del campo eléctrico
y fuerza eléctrica en
distribuciones continuas de
carga
Cálculo de potencial
eléctrico en distribuciones
continuas de carga
Gradiente de potencial
(23.5): Obtención del campo
Taller sobre Ley
de Coulomb A y B
TRABAJO
AUTONOMO
6 h/s
Lectura del documento
Introducción al cálculo
de incertidumbres
Leer el Vocabulario VIM
Repasar
modelos atómicos
Repasar operaciones
con vectores
Repasar concepto de
trabajo, energía y potencia.
Leer y resolver el
cuestionario 1
Repasar dinámica de la
partícula por método
vectorial y por método
escalar
TRC y
Repasar solución de
osciloscopio Grupo integrales básicas
A
Leer y resolver el
cuestionario 2
TRC y
osciloscopio Grupo
B
eléctrico a partir del potencial
eléctrico
M1
5
Presentación del curso y
lectura de la circular
LABORATORIO 2
h/s
Taller cálculo de
incertidumbres
M1
Julio 2731
TEMA / sección libro
(64 H) 4h/s
Flujo eléctrico y Ley de
Gauss (22.1; 22.2; 22.3)
Cargas en Conductores
(22.5)
PARCIAL 1
M1 Capacitancia (24.1);
Capacitores en serie y
paralelo (24.2) Energía
Superficies
Equipotenciales
Grupo A
Leer y resolver el
cuestionario 3
3
CIRCULAR No 1 del 2015_10
SEMANA
M
M1
6
Agosto
17-21
M2
M2
7
Agos 2428
M2
M2
8
Agos 31 sep 4
TEMA / sección libro
(64 H) 4h/s
almacenada en un
Capacitor (24.3)
Capacitores con dieléctricos
(24.4): carga inducida y de
polarización. Modelo
molecular de la carga
inducida (24.5) y Ley de
Gauss en los dieléctricos
(24.6)
Corriente, resistividad,
resistencia y fuerza
electromotriz
(25.1; 25.2; 25.3) (25.4)
Energía y potencia en
circuitos eléctricos (25.5)
Circuitos de corriente
continua (26)
Resistores en serie y
paralelo (26.1),
Análisis de circuitos y
Reglas de Kirchhoff (26.2)
M2
Instrumentos de medición
eléctrica (26.3)
M2
Sistemas de distribución de
energía (26.5)
M3
Magnetismo (27.1)
Campo magnético y
Fuentes de campo
magnético (28) Ley de Biot
_ Savart
Campo magnético de una
carga en movimiento (28.1)
9
Sep 7-11
PARCIAL 2
10
M3
Campo magnético
Generado por una corriente
eléctrica (28.2; 28.3; 28.5)
Ley de Ampere (28.6 y 28.7)
Campo magnético de un
solenoide y un toroide
M3
11
Sep 21-25
Fuerza magnética sobre
una carga en movimiento
(27.2)
Movimiento de cargas en
campo magnético (27.4)
Aplicaciones del movimiento
de partículas con carga en
un campo magnético
Sep 14-18
LABORATORIO 2
h/s
TRABAJO
AUTONOMO
6 h/s
Superficies
Equipotenciales
Grupo B
Capacitores
Grupos A y B
(Informe 1)
Hacer el informe tipo
artículo No 1
Fem y Resistencia
interna, Ohm y
reglas de Kirchhoff
Grupo A
Hacer el informe tipo
artículo No 2
Fem y Resistencia
interna, Ohm y
reglas de Kirchhoff
Grupo B
Repasar producto cruz
entre vectores
Campo Magnético
en Bobinas Grupo
A
Hacer el informe tipo
artículo No 3
Campo Magnético
en Bobinas Grupo
B
Repasar dinámica
circular de una partícula
4
CIRCULAR No 1 del 2015_10
SEMANA
M
TEMA / sección libro
(64 H) 4h/s
LABORATORIO 2
h/s
TRABAJO
AUTONOMO
6 h/s
uniforme (27.5)
M3
Fuerza magnética sobre un
conductor que transporta
una corriente (27.6). Fuerza
y Momento de torsión en
una espira de corriente
(27.7): Motores de corriente
continua (27.8)
El efecto Hall (27.9)
M3
Materiales magnéticos y
Magnetización (28.8)
M3
Flujo Magnético y Ley de
Gauss para el Magnetismo
M3
Inducción electromagnética
(ley de Faraday – Henry y
Ley de Lenz (29.1; 29.2 y
29.3)
12
Sep 28Oct 2
13
Oct 5 - 9
PARCIAL 3
M3
Fem de movimiento (29.4)
M3
Auto inductancia e
inductancia (30.1);
inductancia mutua (30.2)
M3
Energía en un campo
magnético (30.3
M3
Campos eléctricos
inducidos (29.5)
Generadores de CA
16
M3
Oct 26 30
M3
Transformadores (31.6)
Corrientes parásitas (29.6)
Corriente de
desplazamiento y
ecuaciones de maxwell
14
Oct 12-16
15
Oct 19 23
17
Nov 2 - 6
18
Nov 9 - 13
PARCIAL 4 Miércoles 4
de noviembre a las 14:00h
Experimento de
Thomson:
Deflexión
magnética
Grupos A
Experimento de
Thomson:
Deflexión
magnética
Grupos B
Inducción
Electromagnética
Ley de Faraday –
Henry Grupo A
Inducción
Electromagnética
Ley de Faraday –
Henry Grupo B
Prácticas
atrasadas
Repasar el concepto de
torque, y su cálculo a
partir del producto cruz.
Repasar: los
postulados del modelo
atómico de Bohr, el
concepto de momento
angular para una
partícula y la forma de
calcularlo
Leer y resolver el
cuestionario 4
Hacer el informe tipo
artículo No 4
CIRCULAR No 1 del 2015_10
5
LIBRO DE APOYO: Sears, Francis W., Zemansky, Mark W., Young, Hugh D, Freddman, Roger
A., Física Universitaria con física moderna, Vol. 2, decimotercera edición Pearson Educación,
México 2013.
ORDEN DE USO DEL LIBRO: CAP 21, 23, 22, 24, 25, 26, 28, 27, 29, 30
Otros libro:
Wolfgang Bauer y Westfall Gary. Física para Ingeniría y Ciencias con Física Moderna. Vol. 2
McGraw Hill. Mexico 2011. (libro virtual (e_book) en la Biblioteca de la UPB:
SERWAY – JEWETT. Física para Ciencias e Ingeniería con física Moderna. Vol 2, Novena
edición. Cengage Learning editores. México 2014
Resnick, Halliday y Krane. Física. Volumen 2 . Quinta Edición. México 2002. Ed. CECSA.
SISTEMA DE EVALUACIÓN:
Para rastrear y valorar el trabajo en las competencias, se plantean actividades evaluativas
acordes con ellas. La primer competencia se valora a través de 3 parciales en los cuales se
rastrean signos para cada una de las unidades de esta competencia:
1,1 Establecer las características y alcances de los modelos teóricos del electromagnetismo
1,2 Delimitar la situación a estudiar y modelarla utilizando, leyes, principios y conceptos en
forma adecuada (planteamiento)
1,3 Apropiación y uso de conceptos y lenguaje científico (dominio conceptual)
1,4 Apropiación adecuada de procedimientos (dominio procedimental y operativo)
1,5 Habilidad en la solución de problemas y análisis de resultados
En cuanto a la competencia 2, se desarrolla y evalúa en el laboratorio. La competencia tres se
desarrolla y valora en todo el curso tanto en los momentos de clases como de laboratorio (en cada
una de las pruebas, en informes tipo artículo, etc)
FECHAS DE APLICACIÓN DE PRUEBAS PARA EVALUACIÓN:
EVENTO
Parcial 1 (20 %)
Parcial 2 (20 %)
Parcial 3 (20 %)
Parcial 4 (20 %)
Laboratorio (20 %)
(Durante todo el semestre)
Hay notas individuales
y grupales
SEMANA Y FECHA
Semana 5, primera clase (tema electrostática en sistemas
discretos de carga)
Semana 10, primera clase (tema electrostática en sistemas
continuos de carga, Ley de Gauss y capacitores)
Semana 13, segunda clase (Circuitos y Ley de Biot Savart
(cargas eléctricas en movimiento y corrientes eléctricas)
Semana 17 Miércoles 4 de noviembre
Durante todo el semestre.
Cada estudiante debe llevar un cuaderno de laboratorio.
Toda práctica debe ser prepara por el estudiante de manera
Hay
2
ítems individual antes de ir a la sesión de laboratorio, se califica su
preparación y el desempeño en el laboratorio, pero no se califica
evaluativos:

Trabajo
en
el pre informe.
laboratorio
Los temas tratados en las prácticas de laboratorio son incluidos en
CIRCULAR No 1 del 2015_10

Elaboración
Cuestionarios
Informes
de
y/o
6
las evaluaciones parciales del curso
1- Desempeño en el Laboratorio: incluye preparación previa a la
práctica, trabajo en equipo, manejo conceptual, procedimental,
desarrollo de habilidades en el uso de los equipos y los procesos
de experimentación, y en la solución de dificultades o problemas
presentados. Su valor varía de acuerdo a si el resultadlo de la
práctica se entrega como cuestionario solucionado o como informe
tipo artículo
2.1 Cuestionarios: Se deben resolver cinco cuestionarios, con los
temas Ley de Coulomb, TRC, Superficies equipotenciales, Deflexión
magnética de electrones, y momento de torsión Magnética
2.2 Informes: Son 4 informes presentados con formato tipo
artículo científico. Las prácticas con informe entregable son:
Capacitores, Circuitos eléctricos resistivos, Campo magnético
producido por corrientes eléctricas en bobinas, e Inducción
electromagnética o ley de Faraday _ Henry.
En las prácticas con entrega de informe (el informe vale el 12% y
el desempeño 8% para un total de 20 %)
En las prácticas con entrega de cuestionario, éste vale 2% y el
desempeño 2%)
PARA LA CALIFICACIÓN DE LOS ARTÍCULOS: Los criterios de evaluación serán:
10%. Formato y presentación (redacción, ortografía y coherencia).
10% Resumen en español
10 % Introducción
15% Modelo teórico
15% Diseño experimental y resultados
25% Análisis y Discusión de resultados (interpretación de gráficas, análisis y cálculos de error)
15% Conclusiones
Los documentos del curso se pueden encontrar en :
- http://cmap.upb.edu.co (carpeta 17000 centro de Ciencia Básica - área de
física - fundamentos de electromagnetismo)
Inicio de clases: Julio 13
Fecha límite (Notas 40%): Septiembre 24
Fecha de Cancelación de materias y de semestre: Octubre 23
Último día de clases: Octubre 31
Supletorios del último parcial: Noviembre 17
Fecha límite (Notas 100%): Noviembre 18