Microcurriculo teoría electromagnética

1. MICROCURRÍCULO
ASIGNATURA CÓDIGO Horas de trabajo
Semanal Horas
Teoría Electromagnética
Facultad FADI Presencial TP 3
Programa Todos Independiente TI 4
Sección Total TT 7
Prerrequisito Física de ondas Nº semanas 16
Campo de formación Créditos Académicos 3
Ciclo de formación Profesional Universitario Intensidad horaria
presencial 48
1. SÍNTESIS
La asignatura consta del desarrollo de «la teoría electromagnética» clásica, o sea, la síntesis de todas las observaciones,
experimentos y leyes sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente, Maxwell formuló las
ecuaciones llamadas "ecuaciones de Maxwell". Un campo eléctrico no solo puede ser producido por una carga eléctrica, sino
también por un campo magnético variable. Pensando inversamente, los campos magnéticos podían ser producidos por
campos eléctricos variables y no sólo por corrientes eléctricas.
2. JUSTIFICACIÓN
El profesional en este ramo, debe comprender y analizar los fenómenos electromagnéticos que fundamentan la operación de
los diferentes sistemas electromagnéticos, aplicados a dispositivos eléctricos o electrónicos de comunicaciones, control
automático e instrumentación, que permitan su diseño, implementación, operación y mantenimiento.
· COMPETENCIAS
· Competencias Genéricas.
• Modelar matemáticamente fenómenos y situaciones.
• Pensar lógica, algorítmica, heurística, analítica y sintéticamente.
• Argumentar con contundencia y precisión.
• Procesar e interpretar datos.
• Representar e interpretar conceptos en diferentes formas: numérica, geométrica, algebraica, trascendente y verbal.
• Comunicar ideas en el lenguaje matemático en forma oral y escrita.
• Reconocer conceptos o principios generales e integradores.
• Establecer generalizaciones.
• Potenciar las habilidades para el uso de tecnologías de la información.
· Competencias Específicas.
• Analizar y deducir los conceptos de campo y Potencial eléctrico.
• Resolver problemas donde se involucre la Ley de Gauss y distribuciones- de Carga Lineal, sup. y volumétrica.
• Resolver y aplicar la ecuación de Poisson y Laplace
• Analizar el concepto de densidad de corriente y deducir la ecuación de continuidad.
• Deducir las Ecuaciones de Maxwell en su forma integral y diferencial.
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2. MICROCURRÍCULO
• Aplicar las Ecuaciones de Maxwell a la propagación de Ondas Electromagnéticas
Cognitivas:
El estudiante aplicará las leyes fundamentales del Campo Electromagnético.
Procedimentales:
El estudiante deducirá y aplicará las ecuaciones de Maxwell para campos variables en el tiempo y la propagación de Ondas
Electromagnéticas
Actitudinales: Capacidad para expresar los resultados de forma rigurosa, clara y precisa, para organizar
y planificar. Capacidad para aplicar la teoría a la práctica en situaciones diversas. Capacidad de análisis y
síntesis.
3. CONTENIDO
I ANÁLISIS VECTORIAL
1. ÁLGEBRA VECTORIAL
1.1 Diferenciación de vectores
1.2 Vector unitario tangente
1.3 Vector unitario normal
2. SISTEMAS DE COORDENADAS Y SU TRANSFORMACIÓN
2.1 Coordenadas cartesianas
2.2 Coordenadas cilíndricas
2.3 Coordenadas esféricas
2.4 Superficies de coordenadas constantes
3. CÁLCULO APLICADO A VECTORES
3.1 Longitud, área y volumen diferenciales
3.2 Integrales de línea, superficie y volumen
3.3 Operador delta
3.4 Gradiente de un escalar
3.5 Divergencia de un vector y teorema de la divergencia
3.6 Rotacional de un vector y teorema de Stokes
3.7 Laplaciano de un escalar
3.8 Clasificación de los campos vectoriales
II ELECTROSTÁTICA
4. CAMPOS ELECTROSTÁTICOS
4.1 Ley de Coulomb e intensidad de campo
4.2 Campos eléctricos debidos a distribuciones continuas de carga
4.3 Densidad del flujo eléctrico
4.4 Ley de Gauss – Ecuación de Maxwell
4.5 Dipolo eléctrico y líneas de flujo
4.6 Densidad de energía en campos electrostáticos
5. CAMPOS ELÉCTRICOS EN EL ESPACIO MATERIAL
5.1 Propiedades de los materiales
5.2 Corrientes de convección y de conducción
5.3 Conductores
5.4 Polarización en dieléctricos
5.5 Constante y resistencia dieléctricas
5.6 Dieléctricos lineales isotrópicos y homogéneos
5.7 Ecuaciones de continuidad y tiempo de relajación
5.8 Condiciones en la frontera
6. PROBLEMAS DE ELECTROSTÁTICA CON VALOR EN LA FRONTERA
6.1 Ecuaciones de Poisson y de Laplace
6.2 Teorema de unicidad
6.3 Procedimiento general para resolver la ecuación de Poisson o de Laplace
6.4 Resistencia y capacitancia
6.5 Método de imágenes
III MAGNETOSTÁTICA
7. CAMPOS MAGNETOSTÁTICOS
7.1 Ley de Biot – Savart
7.2 Ley de los circuitos de Ampere. Ecuación de Maxwell
7.3 Aplicaciones de la ley de Ampere
7.4 Densidad de flujo magnético. Ecuación de Maxwell
7.5 Ecuaciones de Maxwell para campos electromagnéticos estáticos
7.6 Potenciales magnéticos escalar y vectorial
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3. MICROCURRÍCULO
7.7 Deducción de las leyes de Biot – Savart y Ampere
8. FUERZA, MATERIALES Y DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS
8.1 Fuerzas debidas a campos magnéticos
8.2 Torque y momento magnético
8.3 Dipolo magnético
8.4 Magnetización en materiales
8.5 Clasificación de los materiales magnéticos
8.6 Condiciones en la frontera en magnetismo
8.7 Inductores e inductancias
8.8 Energía magnética
8.9 Circuitos magnéticos
8.10 Fuerza sobre materiales magnéticos
IV ONDAS Y APLICACIONES
9. ECUACIONES DE MAXWELL
9.1 Ley de Faraday
9.2 Fuerza electromotriz estática y cinética
9.3 Corriente de desplazamiento
9.4 Versión definitiva de las ecuaciones de Maxwell
9.5 Potenciales variables en el tiempo
9.6 Campos armónicos en el tiempo.
4. ESTRATEGIAS PEDAGÓGICAS
•Propiciar la búsqueda y selección de información de los temas del curso.
• Proponer ejemplos, ejercicios y problemas para facilitar el razonamiento y la reflexión matemática de los fenómenos y
leyes que explican la teoría electromagnética.
• Proporcionar casos o ejemplos de problemas reales, cotidianos y actuales relacionados con la ingeniería eléctrica y
electrónica.
• Generar actividades de aprendizaje que despierten el interés y motivación del alumno, resolviendo problemas prácticos
que ayuden a comprender y aprender significativamente los conceptos, fundamentos y leyes del electromagnetismo.
• Utilizar software actualizado (Matlab, Mathcad, Matemathica, Maple) como ayuda didáctica en todas las unidades de
aprendizaje.
• Consultar direcciones de Internet relacionadas con temas propuestos de las unidades de aprendizaje.
• Enriquecer de manera permanente las prácticas del Laboratorio electromagnetismo.
• Organizar y asistir a conferencias.
• Motivar entre alumnos y maestros la creación y presentación de material didáctico utilizando todos los medios al
alcance.(software de presentaciones, rotafolio, retroproyector etc.)
• Utilizar películas y videos que tratan los temas del programa.
• Programar visitas a las industrias relacionadas.
• Desarrollar modelos didácticos que permitan comprender los conceptos teóricos.
5.1. ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE- ENSEÑANZA
En las actividades de aprendizaje y prácticas, se hace necesario que el profesor haga una mediación oportuna y moderada:
oportuna, para no dejar que la frustración embargue al alumno; moderada, para permitirle pensar. Debe tenerse presente que
las respuestas o acciones del estudiante, durante el proceso de construcción, no necesariamente serán inmediatas, ni las
esperadas, por lo que deberá tomarse lo rescatable de cada aportación y orientar la discusión para la obtención del logro de
las competencias.
Es necesario crear y proponer problemas en los que haya información no necesaria o faltante para propiciar que el alumno
discrimine entre la información relevante e irrelevante o por el contrario justifique lo faltante.
5. EVALUACIÓN
La evaluación se llevará a cabo siguiendo los parámetros que fija la institución, es decir, se computarán dos notas parciales
con un valor del 30% cada una y una nota final con un valor del 40%. Tanto en las notas parciales como en la nota final, se
tendrán en cuenta tres tipos de evaluaciones alternativas:
· Autoevaluación: Cumplimiento en el desarrollo de talleres, trabajos individuales y en pequeños grupos, la
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4. MICROCURRÍCULO
interacción en el aula.
· Coevaluación: Evaluación entre compañeros y participantes en equipos de trabajo.
· Heteroevaluación: Según criterios de asistencia, puntualidad, control de lecturas, actitud y participación en
clase y calidad de los aportes.
Los instrumentos de evaluación utilizados serán las pruebas escritas y orales, participación en clase.
6. BIBLIOGRAFÍA
BASICA
1. David K Cheng, Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana
2. M. Sadiku, Elementos de Electromagnetismo, Ed. CECSA
3. Clayton R. Paul, Keith W. Whites, Introduction to Electromagnetic Fields, Ed. Mc Graw Hill
4. David J. Griffiths, Introduction to Elecrodynamics (3rd. Edition)
5. Reitz – Milford – Chrysty, Fundamentos de la Teoría Electromagnética, Ed. Addison Wesley, 4ª Edición
6. Hayt William H., Teoría Electromagnética, Ed. Mc Graw Hill.
CIBERGRAFÍA
www.youtube.com/watch?v=y07Ek9kuDfY&list=TLZ2fquJWL_4j740daMrwLun6nnKO8r9yw
http://zona.udearroba.co/video/23
FECHA
AGOSTO DE 2014
FIRMA
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