(tsel) electromagnetismo

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERIA EN TRANSPORTE ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIAS DE FISICA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BASICAS

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL SEMESTRE: SEGUNDO CREDITOS: 8 VIGENTE: ENERO1999 TIPO DE ASIGNATURA: TEORICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta .

ASIGNATURA ANTECEDENTE: Mecánica Clásica. ASIGNATURA COLATERAL: Lab. de Electromagnetismo. ASIGNATURA CONSECUENTE: Electricidad y Electrónica y Laboratorio de Electricidad y Electrónica.

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA El desarrollo cada vez más acelerado de las comunicaciones electromagnéticas (alámbricas e inalambricas), así como la necesidad cada vez más apremiante de contar con modos de transporte que se muevan con energía no convencional (p.ejm-eléctrica), a fin de minimizar los actuales problemas de contaminación, hace necesario que el profesionista del transporte en un futuro inmediato cuente con los conocimientos electromagnéticos que le permitan utilizar la infraestructura con que cuenta actualmente el sistema y la tecnología de la comunicación y el transporte, así como también efectuar una planificación de la misma a fin de optimizar su utilización.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Al término del curso el alumno: Definirá y aplicará las leyes básicas de la electrostática, la electricidad y el magnetismo en el planteamiento conceptual y solución de problemas de interés técnico científico. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 72 H/SEMANA: 4 H/TEORIA/SEMESTRE: 72 H/PRACTICA/SEMESTRE:

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACAD.DE ELECTROMAGNETISMO REVISADO: ACAD. DE FISICA /JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN TRANSPORTE APROBADO POR: ING. FRANCISCO BOJORQUEZ HERNANDEZ PRESIDENTE DEL H.C.T.C.E Noviembre 19, 1998.

AUTORIZADO POR: COMISION DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL IPN



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: .TSEL HOJA: 2 DE 14 .

FUNDAMENTACION Los conocimientos electrostáticos y electrodinámicos aunados con las aplicaciones de carácter práctico qu el alumno adquiere en esta asignatura, le permitiran adquirir una formación básica en el área, la cual será fundamental en la definición del perfil ingeniero en transporte ó en su integración en los diversos grupos de profesionales en áreas tecnológicas científicas afines que existen en la actualidad. Dentro del contexto del plan de estudios, la formación en esta asignatura es fundamental para que el alumno se introduzca adecuadamente en las asignaturas subsecuentes del plan de estudios, así como en otras de conocimientos afines. De acuerdo con las condiciones actuales el proceso de enseñanza aprendizaje en la UPIICSA, este se desarrolla básicamente siguiendo el método tradicional (exposición del profesor), aunque se hacen esfuerzos para que el proceso sea ya de carácter individual, a fin de tener eficientes resultados.



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 3 DE 14 . No. UNIDAD I NOMBRE: LEY DE COULOMB

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

l Al término de la unidad el alumno: Describirá el concepto de carga eléctrica y los efectos de interacción.

l Aplicará la Ley de Coulomb en la solución de problemas de interés técnico y científico.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACION DIDACTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Ley de Cuolomb Antecedentes Históricos Carga Eléctrica, cuantización de la carga. Ley de Coulomb Carga y materia. Conservación de la carga Problemas

- Exposición por el profesor y proyección de película; - Discusión, análisis, reflexión y solución de problemas, tareas y actividades extraclase. - gis, pizarrón, acetatos, libros, apuntes, etc.

1:00 1:00

2:00 1:00

1:00

2:00 2:00

4:00 2:00

2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 4 DE 14 . No. UNIDAD II NOMBRE: EL CAMPO ELECTRICO


Al termino de la unidad el alumno: Aplicará el concepto de campo eléctrico en la solución de problemas de interés técnico y científico.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 2 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3

Campo eléctrico. Definición y caracterización.Líneas de fuerza Cuantificación del campo eléctrico A una distancia “Y” de una carga puntual. Sobre el eje de un dipolo Para una distribución arbitraria de cargas puntuales. Debido a una distribución contínua de carga Carga eléctrica punto en un campo


1:00

5:00

1:00

2:00

2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



eléctrico.

ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL . HOJA: 5 DE 14 . No. UNIDAD III NOMBRE: LEY DE GAUSS


Al término de la unidad el alumno: Identificará los problemas que puedan resolver a través de la aplicación de la Ley de Gauss y resolverá estos, aplicando dicha técnica.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 3. 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3

Ley de Gauss Flujo de campo eléctrico Aplicaciones de la Ley de Gauss Un conductor aislado Un conductor esférico Problemas diversos


5:00 2:00

1:30

1:00 4:00

3:00

1B,2B,3,C4C,

5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 6 DE 14 . No. UNIDAD IV NOMBRE: POTENCIAL ELECTRICO


Al término de la unidad el alumno: Describirá el concepto de potencial electrostático y caracterizará las propiedades eléctricas del espacio cercano a una carga o a una distribución de cargas eléctricas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 4. 4.1 4.2

4.3 4.4 4.5 4.6

Potencial eléctrico Definición y características Potencial debido a una carga puntual y a un grupo de cargas puntuales Potencial debido a un dipolo Energía potencial Gradiente del potencial Problemas


1:00 1:30 0:30 1:00 0:30 1:30

2:00 3:00 1:00 2:00 0:30 3:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 7 DE 14 . No. UNIDAD V NOMBRE : CAPACITANCIA Y CAPACITORES


Al término de la unidad el alumno: - Aplicará el concepto de capacitáncia en el cálculo de un capacitor de placas paralelas y arreglos serie, paralelo y serie-paralelo de este tipo de capacitores. - Identificará y cuantificará la energía almacenada en un capacitor.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

5 5.1 5.2

5.2.1

5.3 5.4

5.5

Capacitancia y Capacitores Concepto y Características Cálculo de la capacitancia Capacitadores de placas paralelas con dieléctricos Los dieléctricos y la ley de Gauss Almacenamiento de energía en un campo eléctrico Problemas


1:00 1:00

1:00 1:00

1:00

2:00 2:00

2:00 2:00

2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 8 DE 14 . No. UNIDAD VI NOMBRE: CORRIENTE Y RESISTENCIA


Al término de la unidad el alumno: Describirá el concepto de corriente eléctrica e identificará a los elementos básicos de un circuito eléctrico elemental.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.5.1 6.5.2 6.6 6.7

Corriente eléctrica Corriente y densidad de corriente Definición y características Resistencia, resistividad y conductividad Ley de Ohm Un circuito eléctrico elemental Definición y características Intercambio de energía en un circuito eléctrico Potencia disipada en un resistor Problemas


1:00 0:30 1:00

1:00 1:00

0:30 1:00

2:00 1:00 2:00

2:00 2:00

1:00 1:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 9 DE 14 . No. UNIDAD VII NOMBRE: FUERZA ELECTROMOTRIZ Y CIRCUITOS


Al término de la unidad el alumno: Resolverá un circuito con resistencias en serie y paralelo, aplicando las Leyes de Kirchhoff.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

7 7.1 7.2 7.3

7.4 7.5

7.6

Fuerza electromotriz y circuitos Fuerza electromotriz Leyes de Kirchhoff Caracterización de un circuito: mallas y nodos Diferencia de potencial Reglas para plantear las ecuaciones de un circuito Problemas


1:00 1:00 1.00

1:00 1:00

1:00

2:00 2:00 2:00

2:00 2:00

2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 10 DE 14 . No. UNIDAD VIII NOMBRE: CAMPO MAGNETICO


Al término de la unidad el alumno: Describirá el concepto de campo magnético, y cuantificará el efecto de este campo sobre cargas eléctricas que se mueven dentro de él.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

8 8.1 8.2

8.3 8.4

8.5

Campo Magnético Definición y características Fuerza magnética sobre una carga. Fuerza de Lorentz Estudio de cargas que se muevan dentro de un campo magnético Problemas


0:30 1:00

0:30

1:00 1:00

100 2:00

1:00

2:00 2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 11 DE 14 . No. UNIDAD IX NOMBRE: LEY DE AMPERE


Al final de la unidad el alumno: Explicará la relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica, la forma en que uno de ellos puede dar lugar a otro, así como los fenómenos que de este hecho se derivan.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 9

9.1

9.2 9.3 9.4 9.5

9.6

Ley de Ampere Campo magnético en las cercanías de un conductor. Líneas de inducción magnética Ley de Boit-Savart Ley de Ampere Fuerza entre conductores Campo magnético en el interior de un solenoide Problemas


100

1:30 1:00 1:30 1:00

2:00

2:00

3:00 2:00 3:00 2:00

4:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 12 DE 14 . No. UNIDAD X NOMBRE: LEY DE FARADAY


Al término de la unidad el alumno: Explicará un flujo magnético variable, el campo eléctrico inducido, así como la forma en que uno de ellos puede dar lugar a otro y los fenómenos que de este hecho se derivan.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

10 10.1 10.2 10.3 10.4

10.5

10.6 10.7

10.8

Ley de Faraday Experimento de Faraday Ley de inducción de Faraday Ley de Lenz Estudio cuantitativo de la inducción Fuerza electromotriz por desplazamiento de conductores de un campo magnético Energía en el campo magnético Densidad de energía en el campo magnético Problemas


1:00 1:00 1:00 1:00

1:00

1:00 1:00

1:00

2:00 2:00 2:00 2:00

2:00

2:00 2:00

2:00

1B,2B,3C,4C, 5C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL HOJA: 13 DE 14 . No. UNIDAD XI NOMBRE: INDUCTANCIA, CORRIENTE ALTERNA Y CIRCUITOS


Al terminó de la unidad el alumno: Explicará el concepto de inductancia y su importancia dentro del contexto de circuitos RL y RLC, asimismo deberá plantear las ecs. de un circuito RLC y resolver estas, utilizando el esquema fasorial de una corriente alterna.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 11

11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7

Inductancia, corriente alterna y circuitos Inductancia Inductancia Mutua Circuito RL Corriente Alterna Fasores Circuito RLC Problemas


1:00 1:00 1:30 2:00 1:00 1:30 2:00

2:00 2:00 3:00 4:00 2:00 3:00 4:00

1B,2B,3C



ASIGNATURA: ELECTROMAGNETISMO CLAVE: TSEL . HOJA: 14 DE 14 . PERIODO UNIDADES

TEMATICAS `PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

1ro.

2do.

3ro.

I,II,III y IV

V,VI, VII

VIII,IX,X,XI

Evaluación escrita 80% Participación y actividades extraclase 20% Evaluación escrita 80% Participación y actividades extraclase 20% Evaluación escrita 80% Participación y actividades extraclase 20% NOTA: LA CALIFICACION FINAL SERA EL PROMEDIO SIMPLE ARITMETICO DE LAS TRES CALIFICACIONES PARCIALES.

CLAVE

B

C

B I B L I O G R A F I A

1 2 3 4 5

X X

X X X

AUTOR(ES) TITULO EDITADO POR AÑO PAGS. R. Resnick, D. Halliday.-D. y Krane,K.S. FïsicaVol. II.-4a. (español) C.E.C.S.A. (1994) 1-691 Serway, R.A. Física Tomo II, 4 Edición Mc. Graw Hill (1997) 1-587-1452 Tripler,P.A. Física Vol. II 4a, Edición REVRTE (1994) 1-595-1171 Alonso y Finn.-E.J. Física Vol. II. Addison Mesley (1976) 1-451 Apuntes y problemarios diversos elaborados por los profr. de la academia de Física (1985-1990)

(tsel) electromagnetismo

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