Download electricidad y magne..

VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
CODIGO
HORAS
TEÓRICAS
HORAS
PRÁCTICAS
UNIDADES
CRÉDITO
SEMESTRE
PRE REQUISITO
214343
224343
02
02
03
IV
MECÁNICA
ELABORADO POR
REVISADO POR
ING. RIXIO URDANETA
ING. DAVIGLEN VALERA. MSc
APROBADO POR
1
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
JUSTIFICACIÓN
La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia en la física, al ser dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar
un imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y
generadores. Es por ello que alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética. Esta energía de movimiento muy rápido ocurre en una forma continua
conocidas como espectro electromagnético, que abarca de ondas de radio y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y rayos gamma .
En este sentido las leyes de la electricidad y el magnetismo desempeñan un papel importante en el funcionamiento de dispositivos como mp3, televisores, motores eléctricos,
computadoras, aceleradores de alta energía, procesadores móviles y otros aparatos electrónicos. Incluso en su forma más básica, las fuerzas interatómicas e intermoleculares
responsables de la formación de sólidos y líquidos son, en esencia eléctricas. No obstante en tiempos relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el
poder de la electricidad. Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado, han transformado el mundo de manera radical.
Por lo que es necesario tener en cuenta el lugar que ocupa la física como ciencia y fundamento de los avances tecnológicos logrados por el hombre a través de los siglos,
queda definida la importancia de la inclusión de ésta unidad curricular en el pensum de estudio de la Facultad de Ingeniería; el estudiante estará en capacidad de manejar las
tecnologías existentes y desarrollar nuevas tecnologías basado en la aplicación de algunos conceptos, leyes y modelos físicos matemáticos básicos de la electricidad y el
magnetismo.
El presente programa se estructura en cuatro unidades como sigue:
UNIDAD I: ELECTROSTÁTICA
UNIDAD II: CAPACITANCIA Y DIELÉCTRICOS
UNIDAD III: ELECTROCINÉTICA
UNIDAD IV: ELECTROMAGNETISMO
Conceptual
Procedimental
Actitudinal
OBJETIVOS GENERALES
 Explicar los conceptos, leyes y principios básicos asociados a los fenómenos eléctricos y magnéticos, para la solución de problemas.
 Aplicar modelos matemáticos para la descripción e interpretación de los fenómenos eléctricos y magnéticos.
 Mostrar una conducta positiva hacia las ciencias, y particularmente, hacia el electromagnetismo como rama de la física para la distribución de cargas
eléctricas en reposo relativo.
2
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
UNIDAD I: ELECTROSTÁTICA
OBJETIVO TERMINAL: DESCRIBIR LOS FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS, MEDIANTE LA INTERPRETACIÓN DE SUS CONCEPTOS BÁSICOS, Y LA APLICACIÓN
DE LO ESTABLECIDO EN SUS LEYES FUNDAMENTALES PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS QUE INVOLUCREN DISTRIBUCIONES DE CARGA ELÉCTRICAS EN
REPOSO RELATIVO.
OBJETIVOS
ESPECIFICOS
1.
Definir aspectos básicos
de electrostática,
identificando propiedades
de las cargas según su
tipología.
2. Aplicar Ley de Coulomb
para la comprensión del
comportamiento de las
partículas
.
CONTENIDO
ESTRATEGIAS
INSTRUCCIONALES
RECURSOS
INSTRUCCIONALES
ESTRATEGIAS DE
EVALUACIÓN
1. ASPECTOS BÁSICOS DE LA
ELECTROSTÁTICA
 Carga eléctrica.
 Propiedades de cargas eléctricas.
 Aisladores y conductores.
 Carga por conducción y carga por
inducción.
 Investigación previa
 Pizarra acrílica
 Observación directa
 Exposición Demostrativa
 Marcadores
 Prueba objetiva
 Discusiones grupales
 Material bibliográfico
 Resolución de problemas
 Medios audiovisuales
 Resolución de
problemas como
actividad grupal
2.




 Investigación previa
 Pizarra acrílica
 Observación directa
 Exposición Demostrativa
 Marcadores
 Prueba objetiva
 Discusiones grupales
 Guía de estudio
 Resolución de problemas
 Material bibliográfico
 Resolución de
problemas como
actividad grupal
CAMPO ELÉCTRICO
Ley Coulomb.
Fuerzas eléctricas.
Densidad de carga.
Campoeléctrico de cargas
puntuales y de una distribución de
carga continúa
 Líneas de campo eléctrico.
 Movimiento de partículas cargadas
en un campo eléctrico uniforme.
 Medios audiovisuales
%
5%
5%
 Calculadora
3
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
OBJETIVOS
ESPECIFICOS
3. Aplicar la ley de Gauss en
diferentes superficies para
comparar el nivel de
respuesta de las mismas
4. Analizar la teoría de
potencial eléctrico y su
aplicación a diferentes
cargas, observando cómo
es la reacción de dichas
cargas diferenciando su
potencial.
CONTENIDO
3.




LEY DE GAUSS
Flujo eléctrico
Superficie cerrada
Conductor aislado
Conductoresen equilibrio
electrostático
 Calculo de campo eléctrico con un
alto grado de simetría (plana,
cilíndrica y esférica)
4. POTENCIAL ELÉCTRICO
 Energía potencial eléctrica,
potencial eléctrico y diferencia de
potencial.
 Diferencia de potencial en un
campo eléctrico uniforme.
 Potencial eléctrico y energía
potencial eléctrica debido a cargas
puntuales
 Relación entre el campo eléctrico y
el potencial eléctrico.
 Potencial eléctrico debidoa
distribuciones de carga continua










ESTRATEGIAS
INSTRUCCIONALES
Investigación previa
Exposición Demost
de trabajo
Discusiones grupales
Resolución de problemas
Investigación previa
Exposición Demostrativa
Mesas de trabajo
Discusiones grupales
Resolución de problemas
en clase
 Reflexiones finales






RECURSOS
INSTRUCCIONALES
Pizarra acrílica
Marcadores
Guía de estudio
Material bibliográfico
Medios audiovisuales
Calculadora
ESTRATEGIAS DE
EVALUACIÓN
 Observación directa
 Prueba objetiva
 Resolución de
problemas como
actividad grupal






Pizarra acrílica
Marcadores
Guía de estudio
Material bibliográfico
Medios audiovisuales
Calculadora
 Observación directa
%
5%
5%
 Prueba escrita
4
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
UNIDAD II: CAPACITANCIAY DIELECTRICOS
OBJETIVO TERMINAL: INTERPRETAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS CAPACITORES, A TRAVÉS DE SU PROPIEDADES, COMPOSICIÓN Y GEOMETRÍA
OBJETIVOS
ESTRATEGIAS
RECURSOS
ESTRATEGIAS DE
CONTENIDO
ESPECIFICOS
INSTRUCCIONALES
INSTRUCCIONALES
EVALUACIÓN
1. Definir capacitancia,
1. CONDENSADORES Y
 Exposición Demostrativa.
 Pizarra acrílica
 Observación directa
capacitores y dieléctrico para
DIELÉCTRICOS
 Cuadro comparativo.
 Marcadores
 Prueba objetiva
la comprensión de sus
 Capacitores
 Ejemplos de la vida real o
 Material bibliográfico
 Resolución de problemas
características.
 Tipos de capacitores
ilustraciones.
como actividad grupal
 Medios audiovisuales
 Capacitancia
 Síntesis y abstractos de la
 Dieléctricos
información relevante
 Descripción atómica de los
dieléctricos.
 Constante dieléctrica
2. Reconocer los diferentes
2. CAPACITANCIA Y ENERGÍA
 Exposición Demostrativa.
 Pizarra acrílica
 Observación directa
tipos de capacitores para
ALMACENADA
 Discusiones dirigidas.
 Marcadores
 Prueba objetiva
tener la capacidad de
 Calculo de la capacitancia.
 Representación grafica de
 Guía de estudio
 Resolución de problemas
diferenciarlos.
 Placas paralelas
esquemas.
como actividad grupal
 Material bibliográfico
 Cilíndricos
 Focalización de la utilidad
 Calculadora
 Esféricos
del contenido.
 Energía almacenada un
 Resolución de problemas
capacitor cargado
en clase
 Capacitores con dieléctricos
3. Describir el comportamiento 3. COMBINACIÓN DE
 Exposición Demostrativa
 Pizarra acrílica
 Observación directa
de los capacitores con
CAPACITORES
 Representación grafica de
 Marcadores
 Prueba objetiva
diversas conexiones para
 Serie
esquemas
 Guía de estudio
 Resolución de problemas
comprender su
 Paralelo
 Focalización de la utilidad
como actividad grupal
 Calculadora
comportamiento.
 Mixto
del contenido
 Resolución en clase, de
problemas
%
5%
5%
10%
5
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
UNIDAD III: ELECTROCINETICA
OBJETIVO TERMINAL: REVISAR LOS CONCEPTOS BÁSICOS Y LEYES DE LA ELECTRICIDAD CONSIDERANDO SITUACIONES QUE INCLUYEN CARGAS
ELÉCTRICAS EN MOVIMIENTO A TRAVÉS DE MATERIALES SÓLIDOS, PARA SU VIDA COTIDIANA.
OBJETIVOS
ESTRATEGIAS
RECURSOS
ESTRATEGIAS DE
CONTENIDO
%
ESPECIFICOS
INSTRUCCIONALES
INSTRUCCIONALES
EVALUACIÓN
1. Definir los parámetros básicos
1. PARÁMETROS BÁSICOS DE
 Lluvia de ideas
 Pizarra acrílica
 Observación directa
de la electrocinética para la
LA ELECTROCINÉTICA
 Exposición Demostrativa.
 Marcadores
 Prueba escrita
comprensión del fenómeno
 Corriente eléctrica
 Discusiones dirigidas.
 Guía de estudio
 Velocidad de arrastre o de
 Resolución de problemas.  Material bibliográfico
deriva
 Medios audiovisuales
10%
 Densidad de corriente
 Calculadora
 Resistencia
 Conductividad y resistividad
 Ley de Ohm
 Resistencia y temperatura
 Potencia eléctrica
2. Analizar circuitos de diversas
2. CIRCUITOS SIMPLES
 Exposición Demostrativa
 Pizarra acrílica
 Observación directa
combinaciones aplicando las
 Fuerza electromotriz
 Representación grafica de  Marcadores
 Resolución de
leyes de Kirchhoff para la
 Resistores
esquemas
problemas como
 Guía de estudio
determinación de diferentes
5%
actividad grupal
 Combinación de resistores
 Resolución de problemas
 Material bibliográfico
parámetros
 Serie
 Calculadora
 Paralelo
 Reglas de Kirchhoff
 Circuitos RC.
3. Describir dispositivos
3. INSTRUMENTOS ELÉCTRICOS  Exposición Demostrativa
 Pizarra acrílica
 Oservación directa
encargados de medir ciertos
 Amperímetro
 Representación gráfica de  Marcadores
 Resolución de
parámetros de la
5%
 Voltímetro
esquemas
problemas como
 Material bibliográfico
electrocinética.
actividad grupal
 Vatímetro
 Resolución de problemas
 Calculadora
6
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
UNIDAD IV: ELECTROMAGNETISMO
OBJETIVO TERMINAL: EXPLICAR LOS CONCEPTOS BÁSICOS, LEYES Y PRINCIPIOS DE LA MAGNETOSTÁTICA Y ELECTROMAGNETISMO APLICANDO EL
CÁLCULO DE LA FUERZA MAGNÉTICA, EL CAMPO MAGNÉTICO Y LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
OBJETIVOS
ESPECIFICOS
1. Definir los aspectos básicos
del magnetismo para la
comprensión de su
naturaleza.
2. Utilizar leyes y principios del
electromagnetismo para el
cálculo de la fuerza magnética
y el campo magnético.
3. Aplicar las leyes y ecuaciones
fundamentales para los
fenómenos de inducción
electromagnética.
CONTENIDO
ESTRATEGIAS
INSTRUCCIONALES
Planteamiento de
interrogantes
Exposición Demostrativa
Discusiones dirigidas
Resolución de
problemas
1. ASPECTOS BÁSICOS DEL
MAGNETISMO
 Magnetismo y Campo magnético
 Líneas de campo magnético y Flujo
magnético
 Fuerza de Lorentz
 Movimiento de partículas en campo
magnético
 Fuerza magnética sobre una corriente
 Momento magnético
 Efecto Hall
2. LEYES Y PRINCIPIOS DEL
ELECTROMAGNETISMO
 Ley de Biot-Savart
 Ley de Gauss en el magnetismo
 Ley de Ampere

3. LEYES DE LOS FENÓMENOS DE
INDUCCION ELECTROMAGNÉTICA
 Fuerza electromotriz inducida
 Ley de inducción de Faraday
 Ley de Lenz
 Ecuaciones de Maxwell
 Planteamiento de
interrogantes
 Exposición Demostrativa
 Discusiones dirigida
 Resolución de
problemas







Lluvia de ideas
Exposición Demostrativa
Discusiones dirigida
Resolución de
problemas




RECURSOS
INSTRUCCIONALES
Pizarra acrílica
Marcadores
Material bibliográfico
Medios audiovisuales
ESTRATEGIAS DE
EVALUACIÓN
 Observación
directa
 Prueba práctica
%
10%











Pizarra acrílica
Marcadores
Guía de estudio
Material bibliográfico
Medios audiovisuales
Calculadora
Pizarra acrílica
Marcadores
Material bibliográfico
Medios audiovisuales
Calculadora
 Observación
directa
 Prueba escrita
15%
 Observación
directa
 Resolución de
problemas como
actividad grupal
15%
7
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DIRECCIÓN DE GESTIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN CURRICULAR
FACULTAD: INGENIERÍA
ESCUELAS: COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
UNIDAD CURRICULAR: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FECHA DE REVISIÓN: OCTUBRE 2013
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA

GETTYS, E; KELLER, F Y SKOVE M.. Física para Ciencias e Ingeniería. Tomo II. Editorial McGraw Hill Interamericana. México. (2005)

RESNICK, R., HALLIDAY D. Y KRANE, K. Física. Volumen 2. Editorial Cecsa. México, (2004), p.791

SEARS, F; ZEMANSKY, M; YOUNG, H Y FREEDMAN, R. Física Universitaria. Volumen 2. Editorial Pearson Educación. México. (2009). p. 149

SERWAY, R. Física. Volumen II. Editorial McGraw Hill, México. (2005), p. 530

TIPLER, P.A. Y MOSCA, G. Física para la Ciencia y la Tecnología. Vol. II. Editorial Reverté. Barcelona. España. (2005). p. 397
8