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PROGRAMA DE ESTUDIOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
PROTOCOLO Fechas Elaboración
Mes/año
Semestre Cuarto
Clave
X
Nivel
Licenciatura
Aprobación
Ciclo
Integración
Básico
X
Superior
Aplicación
Colegio
H. y C. S.
C. y T.
X
C. y H.
10-08-05
Plan de estudios del que forma parte:
Maestría
Doctorado
Ciclo Básico de Ciencia y Tecnología
Propósitos generales : El alumno aplicará la electricidad y magnetismo para determinar la solución de modelos físicos que describen a diferentes fenómenos que aparecen en su campos de trabajo. Las actividades llevadas a
cabo en el curso, tanto en las sesiones de clase como en las sesiones de laboratorio, están orientadas a que el estudiante: 1.- Participe de manera activa en la construcción de conocimientos, tanto en la discusión de la parte teórica como en el desarrollo de las aplicaciones contenidas en el programa. Que muestre disposición para colaborar de manera individual y grupal en el avance de éste y de los demás objetivos. 2.-Que contribuya activamente en la construcción de conocimientos significativos de conceptos y aplicaciones sobre la electrostática, corriente eléctrica, magnetismo y electrodinámica. Que pueda por si mismo plantear y resolver problemas que involucren estos conceptos, y reconozca la importancia de dichos conocimientos para que pueda hacer uso de ellos. 3.- Conozca e identifique las características principales de la fuerza eléctrica, campo eléctrico, potencial eléctrico, circuitos de corriente eléctrica directa y los efectos de esta corriente en el espacio relacionado con campos magnético, Inducción Magnética así como los diferentes aspectos que tienen que ver con estas configuraciones, tanto en su descripción gráfica y algebraica, como en los sistemas físicos en donde se presentan para que pueda resolver problemas. Resolver problemas elementales en los que se tenga este tipo de arreglos. Ser capaz de señalar las relaciones entre ellos y de llevar a cabo los procedimientos necesarios para aplicarlos experimentalmente, todos estos conocimientos están dirigidos para que pueda aplicarlos a la vida real. 4.- Adquiera un desarrollo integral y que sea conciente de la necesidad de ejercitarse en la resolución de problemas y ejercicios, para que pueda ejercitarse para los cursos posteriores. 5.-Pueda aplicar los conceptos en la ingeniería, que aprenda a usar correctamente los aparatos de medición, que reconozca los principios fundamentales para obtener los valores cualitativos y cuantitativos de una medición para que pueda manejarlos en los cursos posteriores y en el área laboral. Carácter Indispensable x Optativa *
Seminario
Modalidad
Horas de estudio semestral (16 semanas)
Taller
Con Teóricas 72 Autónomas Teóricas Docente Prácticas 48 Prácticas Carga horaria semanal: Carga horaria 7.5 x 16 = 120 semestral:
Curso
x Curso-taller
Laboratorio
x Clínica
80 32 112
Asignaturas Previas CÁLCULO VECTORIAL, ÁLGEBRA LINEAL, TERMODINÁMICA Y FLUIDOS.
Asignaturas Posteriores: TEORIA ELECTROMAGNÉTICA
Conocimientos: CONCEPTOS DE FUERZA, ENERGÍA, TEOREMA DE TRABAJO-ENERGÍA, Requerimientos ÁLGEBRA VECTORIAL, CALCULO VECTORIAL, ERROR E INCERTIDUMBRE EN MEDICIONES, para cursar la ALGEBRA LINEAL, TRIGONOMETRÍA Y GEOMETRÍA EUCLIDIANA. asignatura Habilidades: COMPRENSIÓN DE LECTURAS, PLANTEAMIENTO DE PROBLEMAS, INTERPRETACIÓN DE GRÁFICAS Y MANEJO DE UNIDADES Y CALCULOS NUMERICOS, USO Y MANEJO DE APARATOS DE MEDICIÓN
Licenciatura en Física o postgrado en Física, experiencia docente mínima de 3 años a nivel Perfil deseable superior. del profesor: Academia responsable del programa: FISICA
Diseñador (es): ENRIQUE SANCHEZ ARELLANO, SAMUEL VAZQUEZ LIMA.
PROGRAMA DE ESTUDIOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO INTRODUCCIÓN
a) El curso de Electricidad y Magnetismo que se imparte en el cuarto semestre del ciclo básico del colegio de ciencia y tecnología, tienen la finalidad de que el estudiante conozca y adquiera los conocimientos básicos en relación a las diferentes manifestaciones de la electricidad y del magnetismo, conocimientos indispensables en la formación profesional del egresado de estas ingenierías. Que tratan de las manifestaciones eléctricas y magnéticas de la materia, con los fenómenos que ocurren en la naturaleza enfocados al comportamiento de las cargas eléctricas en reposo y en movimiento, estas últimas dan origen a los fenómenos magnéticos y con todos los fenómenos que ocurren en el funcionamiento de todo tipo de aparato o dispositivo eléctrico y electrónico. Estos temas constituyen la base de conceptos y fundamentos acerca de las leyes de la naturaleza que gobiernan el universo en que vivimos, y a la vez, son base del desarrollo tecnológico actual de la sociedad. b) Sobre el acercamiento al estudio de la física, estamos convencidos del planteamiento que hace énfasis en conseguir que los estudiantes entiendan a fondo los principios y conceptos de la física ya que de esta manera podrán resolver problemas con facilidad. Los problemas se resuelven con facilidad transformando adecuadamente las ecuaciones. Las ecuaciones no son mas que hermosas relaciones matemáticas, ecuaciones diferenciales y ecuaciones diferenciales parciales en primera instancia, entre conceptos. Los conceptos han sido cuantificados a través de la experimentación. En la experimentación se observan, se miden y se registran los datos en una tabla que al analizarla nos conduce a formular la dependencia funcional entre los conceptos, razones de cambio. En la experimentación se aprende a trabajar en grupo, a discutir, a acordar. En la experimentación se aprende a dialogar con la naturaleza, se aprende física. Es el círculo virtuoso en donde queremos que el estudiante se involucre. c) Este curso contiene la cuarta parte de los temas básicos de física que son presentados al estudiante, además, representa la aplicación inmediata de los conceptos estudiados en los cursos de cálculo diferencial e integral y
de cálculo vectorial. Es indispensable que esta materia se domine antes de llevar los estudios correspondientes a ciclo superior. d) Este curso está directamente relacionado con mecánica I, mecánica II, Termodinámica y fluidos, así como con los cursos posteriores de óptica y electrónica. la asignatura de electricidad y magnetismo es fundamental para todos los cursos posteriores de la carrera de electrónica y comunicaciones. Es necesario que el estudiante tenga firmes conocimientos sobre los cursos de Mecánica I y II; es decir, se necesita que al menos maneje conceptos de cinemática, dinámica, energía y su conservación. En cuanto a la herramienta matemática utilizada, es necesario que domine los conceptos matemáticos elementales y sepa hacer uso del álgebra, la trigonometría y la geometría euclidiana para que pueda operar matemáticamente de manera certera. Que sepa de cantidades escalares y vectoriales en diferentes sistemas de coordenadas, que entienda y pueda resolver problemas de cálculo diferencial e integral en una variable, y de cálculo vectorial e) Dada la naturaleza de las carreras de ingeniería, esta materia es de gran importancia en la formación del estudiante en el ciclo básico. Por lo tanto es necesario un fuerte compromiso en el trabajo académico, con la intención de entender y hacer significativos los conceptos y las aplicaciones de esta rama de la ciencia. Por supuesto, en el desarrollo profesional de un ingeniero, los conceptos de electricidad y magnetismo son básicos para su desempeño. No es posible visualizar en esta época, un ingeniero en las carreras que brinda la universidad, que ignore estos temas, tanto en la teoría como en la práctica, queriendo decir con esto último, que no es posible concebir que se curse esta materia sin haber realizado ninguna práctica experimental al menos de carácter demostrativo. 2.- PROPÓSITOS GENERALES: Las actividades llevadas a cabo en el curso, tanto en las sesiones de clase como en las sesiones de laboratorio, están orientadas a que el estudiante: 1.Describa e identifique las características principales de los fenómenos asociados a la electricidad y que sea capaz de explicarlos o representarlos a partir de los conceptos carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo eléctrico, energía potencial eléctrica, potencial eléctrico, superficie equipotencial, conductor, línea de campo, capacitancia, de la Ley de Gauss, de la Ley de Coulomb. Se instruya en una primera aproximación a los circuitos de corriente eléctrica usando las Leyes de Kirchhoff.. Estos conocimientos tienen la función de introducirlos al estudio de la electricidad para poder calcular, explicar y aplicarlos a todo tipo de aparatos eléctricos. 2.- Explique e identifique las características principales del
magnetismo y que sea capaz de explicarlos o sintetizarlos a partir de los conceptos de polos magnéticos, fuerzas magnéticas, fuerza de Lorentz, campos magnéticos, de la Ley de Biot-Savart, de la Ley de Faraday. Conozca de los materiales magnéticos. Describa y resuelva problemas sobre movimiento de carga eléctrica en campos eléctrico y magnético combinados, con la finalidad que determine y describa las propiedades magnéticas de la materia. 3.Reconozca las relaciones intrínsecas entre la electricidad y el magnetismo, donde la carga eléctrica en movimiento es la fuente del campo magnético. Reconoce la relación entre la fuerza electromotriz inducida y la Ley de Faraday. Relaciona la fem y la Ley de Lenz. Comprenda y resuelva problemas acerca de los generadores y los motores. Aprenda y use la Ley de Ampere-Maxwell. Describir circuitos dependientes del tiempo. Conozca la síntesis del electromagnetismo contenida en las ecuaciones de Maxwell, para que pueda interconectar la electricidad con el magnetismo.
Emplee correctamente los diferentes aparatos de laboratorio y dispositivos de medición utilizados en las prácticas de este curso (multímetros, osciloscopios, etc.), y si es el caso, que conozca los principios de su funcionamiento y las regiones de aplicación en donde funcionan correctamente y de manera segura, para que pueda utilizarlos en su desempeño estudiantil y laboral. 4.-
3.- CONTENIDOS ORGANIZADOS
Unidad 1/CARGA ELÉCTRICA
Propósitos específicos
1. Distinguir entre los dos tipos de carga eléctrica, así como las diferentes formas de cargar un objeto usando materiales de laboratorio, para que pueda reconocer el sentido y el origen de las fuerzas eléctricas. 2. Defina las unidades de carga eléctrica. Describa la relación entre el coulomb y la carga elemental del electrón, esto es con el fin de saber como medir y relacionar las cargas y las fuerzas eléctricas con las unidades adecuadas. 3. Explique y utilice el principio de conservación de la carga. Este principio tiene la finalidad de limitar ciertas propiedades y leyespara conservar y mantener equilibrios de energía. 4. Determine la distribución de carga en materiales conductores y aislantes. Esto nos permite conocer como se acomodan las cargas para conocer las fuerzas netas. 5. Enunciar y aplicar la ley de Coulomb, tanto para distribuciones de carga continua como discreta. El alumno conocerá como se calculan las fuerzas en diferentes arreglos de cargas. 6. Identifique los términos que forman la ley de Coulomb así como reconozca el principio de superposición y aplicarlo a la solución de problemas diversos. Esta parte es importante para que el alumno identifique las variables y sepa como aplicarlas a la ecuación de fuerza.
Temas y subtemas 1. Carga Eléctrica. 1.1. Definición de Carga Eléctrica. 1.2. Conservación de carga; diferentes formas de electrificación. 1.3. Conductores y aislantes. 1.4. Ley de Coulomb. 1.5. Principio de Superposición.
Unidad 2/CAMPO ELECTROSTÁTICO Y LEY DE GAUSS
Propósitos Específicos
1. Reconocer la necesidad del concepto de campo y su relación con una carga eléctrica puntual, para identificar y aplicar esta nueva propiedad y compararla con la fuerza eléctrica 2. Definir campo eléctrico y explicar que factores determinan su magnitud y dirección.El alumno podrá distinguir que esta definición esta íntimamente relacionada con la fuerza eléctrica y el espacio. 3. Comprender y manejar el concepto de campo eléctrico debido a varias cargas puntuales y en particular al producido por un par de cargas que forman el llamado dipolo eléctrico, este tema se relaciona con el arreglo específico de cargas que tendrán una aplicación en temas posteriores pero que nos permiten trabajar mas formalmente las fuerzas eléctricas. 4. Calcular el campo eléctrico producido por una distribución de carga continua. Esta parte es muy interesante porque nos permite conocer los campos de cargas unidas como un solo cuerpo. 5. Entender la representación del campo eléctrico a través de las llamadas líneas de campo y comprender la idea de flujo eléctrico, para poder entender como y hacia donde se trazan las fuerzas eléctricas.
6. Describir el campo eléctrico cerca de la superficie y en el interior de un conductor. Esta parte nos sirve para entender como son los campos en conductores. 7. Determinar donde se presenta la máxima concentración de carga sobre la superficie de un conductor cargado, para que el alumno comprenda aparatos como pararrayos. 8. Conocer y aplicar la ley de Gauss, para calcular el flujo o el campo eléctrico en diversas situaciones, Para poder conocer hacia donde se dirigen las líneas de campo eléctrico. 9. Entender los términos que forman la ley de Gauss en su forma matemática, pues tendrá que aplicarla en la solución de problemas donde se quiera calcular la carga en el interior de superficies. 10. Describir y explicar el comportamiento de una carga puntual dentro de un campo eléctrico., para poder entender como se comporta en el espacio y como se mueve el cuerpo cargado pues tiene masa y carga y estarán actuando fuerzas eléctricas.
Temas y subtemas 2. Campo Electroestático y Ley de Gauss. 2.1. Definición de Campo Eléctrico para una carga puntual. 2.2. Dipolo eléctrico. Campo eléctrico debido a varias cargas puntuales. 2.3. Campo eléctrico debido a distribuciones continuas de carga. 2.4. Flujo Eléctrico; Líneas de Campo eléctrico o líneas de Fuerza. 2.5. Campo eléctrico en conductores 2.6. Ley de Gauss.
Unidad 3/POTENCIAL ELÉCTRICO Propósitos Específicos
1. Aplicar los conceptos de trabajo y energía potencial para el caso eléctrico. Este tema es importante pues nos conecta con la mecánica. 2. Comprender y manejar los conceptos de energía potencial eléctrica y diferencia de potencial eléctrico así como las unidades en que se expresan, para resolver problemas en el área de electricidad. 3. Definir y explicar las llamadas líneas y superficies equipotenciales. Explicar la relación entre las superficies equipotenciales y los campos eléctricos. Esbozar las superficies equipotenciales fuera de un conductor cargado para conocer como serán las interacciones entre campos. 4. Calcular la energía potencial de una carga conocida a una distancia determinada de otras cargas conocidas, y determinará si la energía es negativa o positiva, con el fin de comparar con los modelos mecánicos. 5. Calcular el potencial eléctrico debido a distribuciones continuas de carga, así como la energía asociada a estas distribuciones, con el fin de aplicar los conceptos. 6. Escribir y aplicar la relación entre la intensidad de un campo eléctrico constante, la diferencia de potencial y la separación entre dos superficies cargadas uniformemente sobre dos placas paralelas de igual carga pero de signo contrario, verificar esto en el laboratorio, este tema introducirá al estudiante en el concepto de condensador.
Temas y subtemas 3. Potencial Eléctrico 3.1 Trabajo y energía potencial de cargas eléctricas puntuales 3.2 Potencial eléctrico y Diferencia de potencial. 3.3 Superficies equipotenciales. 3.4 Potencial eléctrico debido a distribuciones discretas de carga. 3.5 Potencial debido a distribuciones de carga continúas.
Unidad 4/CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS Propósitos Específicos
1. Definir capacitancia, y capacitor, y explicar lo que significa físicamente, para poder entender los campos vistos en la unidad anterior y para que sirven. 2. Explicar y aplicar la relación entre capacitancia, voltaje aplicado y carga total en un capacitor de placas paralelas, dirigido a entender como se define la capacitancia. 3. Calcular la carga, el voltaje, el campo eléctrico y el almacenamiento de energía en capacitores de placas paralelas para aplicarlo a problemas reales. 4. Entender y aplicar expresiones para calcular la constante dieléctrica como una función del voltaje, del campo eléctrico o de la capacitancia, antes y después de la inserción de un dieléctrico. Explicar como afecta a las propiedades físicas de un capacitor para aplicarlo a problemas reales. 5. Encontrar la capacitancia equivalente en un arreglo de capacitores conectados en serie y en paralelo, y verificar el fenómeno en forma experimental. Analizar redes de capacitores que incluyan arreglos en serie y paralelo, .mezclados con el fin de entender como se diseñan en electrónica. 6. Entender y dibujar los llamados vectores de polarización y de desplazamiento, este tema tiene el objetivo de crear modelos para diseñar condensadores.
Temas y subtemas 4.
Capacitores y Dieléctricos 4.1 Capacitores, capacitancia y dieléctricos. 4.2 Capacitores en serie y paralelo. 4.3 Almacenamiento de energía en capacitores. 4.4 Dieléctricos. Vectores de Polarización y de Desplazamiento.
Unidad 5/CORRIENTE ELÉCTRICA Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS Propósitos Específicos
1. Comprender los conceptos de corriente eléctrica, fuerza electromotriz y resistencia eléctrica. Verificar estas propiedades experimentalmente para conocer como se trasladan las cargas eléctricas. 2. Comprender y manejar el concepto de conductividad y resistividad, así como su relación con la resistencia eléctrica. Factores que influyen en la resistencia, dirigido al conocimiento de materiales conductores. 3. Determinar la resistencia efectiva o equivalente en un arreglo de resistores conectados en serie y en paralelo. Analizar redes que incluyan resistencias en serie y paralelo mezclados, esta parte esta dirigida a diseñar circuitos eléctricos. 4. Entender y aplicar la ley de Ohm, así como entender y calcular la potencia eléctrica este tema tiene el objetivo de aplicar a casos reales esta ley. 5. Entender y aplicar las leyes de Kirchhoff a diversos circuitos o mallas eléctricas para aplicar la ley a problemas reales.
Temas y subtemas
5.-Corriente eléctrica y Circuitos eléctricos 5.1- Definición de Corriente Eléctrica y resistencia eléctrica. 5.2.-Fuerza electromotriz, Conductividad y Resistividad. 5.3.- Circuitos de resistencias en serie y en paralelo. 5.4 Ley de Ohm. Potencia eléctrica. 5.5 Leyes de Kirchhoff
Unidad 6/MAGNETISMO Propósitos Específicos
1. Reconocer los materiales que son llamados imanes así como la idea de campo magnético a la que dan lugar, comprobar experimentalmente las propiedades de los campos magnéticos para entender como se origina el magnetismo. 2. Comprender y manejar el concepto de fuerza magnética sobre una carga en movimiento, así como aplicar y comprender los términos de la llamada fuerza de Lorentz, para determinar las trayectorias de cargas en movimientos en campos magnéticos.
3. Determinar la dirección de la fuerza magnética sobre un conductor por el cual circula una corriente, en un campo magnético B. Con la finalidad de determinar la relación de cargas y campos. 4. Entender y calcular la fuerza magnética entre conductores (alambres), con el fin de calcular fuerzas entre alambres de instalaciones eléctricas. 5. Reconocer y calcular la torca que se produce sobre una espira con corriente, para entenderlo mecánicamente. 6. Observar y distinguir la interacción entre una corriente y una brújula en forma experimental, para entender el campo de la tierra.
Temas y subtemas 6. Magnetismo 6.1 Imanes y Campos Magnéticos. 6.2 Fuerza Magnética sobre una carga en movimiento. Fuerza de Lorentz. 6.3 Fuerza magnética entre conductores de corriente eléctrica. 6.4 Torca sobre una espira con corriente eléctrica.
Unidad 7/FUENTES DECAMPO MAGNÉTICO Propósitos Específicos
1. Conocer y enunciar la ley de Biot-Savart, aplicándola para calcular el campo magnético debido a un alambre portador de corriente, este tema muestra la aplicación de las herramientas matemáticas en la física 2. Comprender y manejar el principio de superposición de los campos magnéticos, conocer los dispositivos llamados bobinas, electroimanes o solenoides. Este tema nos introduce a la aplicación de dispositivos magnéticos. 3. Distinguir entre el flujo eléctrico y el flujo magnético para que el alumno pueda relacionarlos. 4. . Enunciar la ley de Ampere y explicar los términos que aparecen en ella..Verificar esta ley en forma experimental. Con el fin de aplicar los campos magnéticos a corrientes eléctricas. 5. Conocer la llamada balanza de corriente, así como su uso, con el fin de aplicarlo a casos reales.
6. Entender el concepto de circulación del campo magnético y su representación matemática, para aplicar las matemáticas a la solución de problemas específicos. 7. Aplicar la ley de Ampere para encontrar el campo magnético producido por una corriente. Además entender lo que es una corriente de desplazamiento, para conocer las direcciones de las corrientes. 8. Enunciar la ley de Ampere-Maxwell y conocer la contribución de la misma en la electrodinámica, contemplado en la introducción al tema de inducción magnética. 9.-Caracterizar a los llamados materiales magnéticos. Entender el comportamiento llamado histéresis con el objetivo de comprender porque aparatos electrónicos pierden información Temas y subtemas 7. Fuentes de campo magnético 7.1 Ley de Biot-Savart. 7.2 Flujo magnético. Ley de Ampere. 7.3 Ley de Ampere-Maxwell. 7.4 Materiales magnéticos. Histéresis. 7.5 Vector de Magnetización.
Unidad 8/INDUCCIÓN MAGNÉTICA. LEY DE FARADAY Propósitos Específicos
1. Describir los conceptos de inducción electromagnética, corriente inducida y fem inducida. Para conocer los fenómenos relacionados con motores eléctricos. 2. Definir y aplicar la ley de Faraday, y explicar los términos que aparecen en ella para describir el funcionamiento de generadores eléctricos. 3. Explicar la ley de Lenz así como emplearla para hallar la dirección de la corriente de una fem inducida, este tema nos muestra la dirección de rotación de motores. 4. Identificar lo que es y como funciona un generador de corriente continua, el objetivo es conocer como obtener corrientes continuas. 5. Explicar los conceptos de inductancia y autoinductancia, y conocer los tipos de inductores, para aplicarlos a circuitos eléctricos. 6. Explicar el funcionamiento de los transformadores en forma práctica por medio de un experimento. El alumno diseñará dispositivos que aumenten o disminuyan las corrientes 7. Explicar que constituyen los circuitos LR, LC, LCR, para aprender su aplicación en electrónica. 8. Emplear circuitos LR, LC, LCR, con el fin de saber en que circuitos y aparatos se pueden aplicar y calcular los parámetros. Temas y subtemas 8. Inducción electromagnética. Ley de Faraday. 8.1 Fem Inducida. 8.2 Ley de Faraday. Ley de Lenz. 8.3 Generadores. 8.4 Inductancia y Autoinductancia. 8.5 Transformadores. 8.6 Circuitos LR, LC y LCR.
METODOLOGIA DEL CURSO Metodología de la enseñanza: Exposición del profesor, exposición de los estudiantes, uso de lecturas que permitan comprender el desarrollo y evolución de los conceptos y aplicarlos, realización de problemas y ejemplos, realización de problemas, por parte del estudiante, en donde planteé soluciones, identifique fórmulas y variables, despeje incógnitas, reafirme conceptos, etc., uso de software interactivo que permita simular los fenómenos (por ejemplo física con ordenador o interactive physics), uso de videos que incluyan prácticas demostrativas o registro de fenómenos naturales (por ejemplo ciclotrón), el profesor como moderador en la participación y discusión de los estudiantes en clase, guía en la realización de problemas, ejercicios y prácticas experimentales.
6.-EVALUACIONES 6.1 EVALUACION DIAGNÓSTICA La evaluación diagnóstica consiste en un examen de conocimientos y habilidades que son los requisitos indispensables para poder cursar la materia, este examen abarca conocimientos tanto de matemáticas como de física, haciendo énfasis que las matemáticas es una herramienta muy poderosa para poder hacer desarrollos y mostrar los conocimientos de física de este curso Modalidad o procedimiento de evaluación: Preguntas y problemas escritos de conocimientos conceptuales y de aplicación. Criterios: En los problemas y ejercicios el estudiante debe mostrar que sabe aplicar los conceptos, indicados en el protocolo: fuerza, energía, teorema de trabajo-energía, álgebra vectorial, cálculo vectorial, error e incertidumbre en mediciones, álgebra lineal. Debe saber sustituir datos, hacer despejes claros y correctos, debe distinguir las diferencias entre las cantidades, debe plantear los problemas y seguir un orden lógico y claro. 6.2 EVALUACIONES FORMATIVAS Evaluación formativa: Unidad I
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre el electróforo y fuerzas eléctricas. Criterios: En los problemas y ejercicios el estudiante muestra que aplica correctamente los conceptos vistos en clase, en el sentido de que sustituya y maneje las cantidades adecuadamente así como las unidades respectivas. Debe distinguir la diferencia entre cantidades físicas escalares (carga eléctrica) y cantidades físicas vectoriales (fuerza eléctrica) junto con el manejo operacional apropiado en cada caso. Debe calcular la fuerza producida por un conjunto de cargas. Mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: unidad II
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre el potencial eléctrico. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que aplica correctamente los conceptos vistos en clase, en este caso aplicar el concepto mecánico del trabajo a cargas de prueba. Utiliza los conceptos de fuerza y energía por unidad de carga, en diferentes situaciones, estableciendo formas y métodos para resolver los problemas discretos y continuos descubriendo diferencias entre distintos casos. Es capaz de explicar la relación entre las superficies equipotenciales y las líneas de campo eléctrico. Debe mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados en reportes debidamente elaborados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: Unidad III
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre el potencial eléctrico. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que aplica correctamente los conceptos vistos en clase, en este caso aplicar el concepto mecánico del trabajo a cargas de prueba. Utiliza los conceptos de fuerza y energía por unidad de carga, en diferentes situaciones, estableciendo formas y métodos para resolver los problemas discretos y continuos descubriendo diferencias entre distintos casos. Es capaz de explicar la relación entre las superficies equipotenciales y las líneas de campo eléctrico. Debe mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados en reportes debidamente elaborados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: Unidad IV
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre capacitores. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante practicar la aplicación correcta de los conceptos vistos y analizados y como puede utilizarlos en diferentes situaciones cuando existen diferentes geometrías de capacitores, entender cual es la función de un capacitor y de que variables y condiciones depende, entendiendo los beneficios y las diferencias entre las distintas posibilidades de construir un capacitor y además describir la ventaja y la desventaja de usar dieléctricos en los capacitores. En el caso de los vectores de polarización y desplazamiento debe entender cualitativamente estas cantidades. Debe mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas así como presentarse preparado y conocer el tema de la práctica y en la presentación correcta de resultados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: Unidad V
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de circuitos eléctricos. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que aplica correctamente los conceptos vistos, en el sentido práctico y abstracto, es decir poder plantear las ecuaciones que resultan del manejo de leyes de conservación y definiciones que deben cumplir los circuitos eléctricos, que puede utilizarlos en diferentes situaciones, en especial en la vida diaria con aparatos y dispositivos domésticos, estableciendo analogías y descubriendo diferencias entre distintos casos. Debe distinguir que en este caso ya no estamos en
la parte de la electrostática, (cargas y campos en reposo) que aparece por primera vez el concepto de movimiento de las cargas a través de un material siguiendo una trayectoria arbitraria y su dependencia con el tiempo, además de las nuevas propiedades que surgen y permiten que se muevan las cargas libremente o con obstáculos .Debe mostrar participación activa y colaboración en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados y reportes. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías, así como en las relaciones con sus compañeros de equipo de trabajo mostrando entusiasmo y dedidación. Evaluación formativa: Unidad VI
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre el campo magnético. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que aplica correctamente los conceptos estudiados, Reconoce cuando un material es magnético y cuales son sus propiedades. Debe determinar como utilizar los vectores para resolver los problemas y ejercicios estableciendo analogías con otras áreas de la física descubriendo diferencias entre distintos fenómenos. Debe mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: Unidad VII
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre el fuentes de campo magnético y aplicación de la ley de Ampere. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que aplica correctamente los conceptos vistos, que puede utilizarlos en diferentes situaciones, estableciendo analogías y descubriendo diferencias entre distintos casos. Debe mostrar participación activa en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase y en las asesorías.
Evaluación formativa: Unidad VIII
Modalidad: Revisión de tareas, evaluación escrita de conceptos y problemas, elaboración y presentación de práctica de laboratorio sobre la inducción electromagnética, circuitos LR, LC, LCR y transformadores. Criterios: En los problemas y ejercicios debe el estudiante demostrar que ha comprendido las leyes y definiciones vistos en clase, que puede utilizarlos en diferentes situaciones, descubriendo diferencias entre distintos arreglos y geometrías. Debe mostrar participación activa en cuanto a preguntar y conjeturar respuestas a los fenómenos observados en la elaboración experimental de las prácticas y en la presentación correcta de resultados. En la parte actitudinal, debe ser responsable en el manejo del equipo de laboratorio y participar en las discusiones en clase.
Indicadores para todas las unidades En la parte teórica se revisarán los siguientes aspectos: (a) Claridad en la explicación, (b) Establecimiento de analogías, (c) Saber diferenciar y relacionar, y (d) Aplicación a nuevas situaciones. En los problemas, se evaluará si el estudiante es capaz de: (a) Establecer analogías, (b) diferenciar y relacionar, (c) Dar significado a las herramientas matemáticas, y (d) reconocer el modelo y aplicarlo a nuevas situaciones. El resultado numérico de los problemas que realice el estudiante, no será criterio fundamental en su revisión para identificar el avance. En la evaluación formativa se verificará la parte actitudinal del estudiante, tomando en cuenta si participa activamente en clase, si tiene una actitud respetuosa y propositiva, si entrega puntualmente sus tareas y prácticas y si presenta disponibilidad a trabajar fuera del aula y en equipo.
Escalas descriptivas para informar sobre resultado en todas las unidades
Se establecerán 4 escalas: Muy bien (9 y 10), Bien (entre 9 y 8), Regular, (entre 8 y 6), e Insuficiente (menos de 6).
6.3 EVALUACION PARA CERTIFICACIÓN En esta evaluación es donde se les pone una calificación oficial Criterios: estos dependerán de las preguntas que se hagan y los temas de que se traten, pues para programas amplios se eligen los temas mas relevantes 1.- Carga Eléctrica y Principio de Conservación de la carga: Describiendo los tipos de interacción que existen en la naturaleza y cómo se comportan. Descripción de experimentos y el electroscópio . (Tipos de carga eléctrica) 2.- Ley de Coulomb: Cálculo de fuerzas con configuraciones de cargas puntuales, utilizando vectores. 3.- Campo Eléctrico y Líneas de Campo Eléctrico: Cálculo de distribuciones de carga puntual y distribuciones continuas de carga, para diferentes geometrías. 4.- Ley de Gauss: Cálculo de flujo eléctrico para distribuciones continuas en superficies geométricas relativamente sencillas. 5.- Potencial Eléctrico: Cálculo del potencial para diferentes geometrías con carga contínua y carga discreta. 6.- Diferencia de Potencial: Ejercicios de cargas puntuales y placas cargadas. 7.- Capacitancia: Descripción de un condensador y análisis de dependencia de la geometría y la separación de las placas. 8.- Corriente Eléctrica: Explicación de la corriente eléctrica y cálculos numéricos para corriente constante. 9.- Propiedades Microscópicas de la Corriente: Formulación de problemas que describen la densidad de carga, el número de átomos y el valor de la carga en una corriente eléctrica. 10.- Conductores y Aislantes: Explicación experimental de diferentes materiales que permiten la acumulación y la circulación de carga eléctrica. 11.- Movimiento de cargas en campos eléctricos constantes: Calcular la cinemática de una carga puntual en un campo eléctrico constante y describir dispositivos electrónicos donde se aplica esta propiedad. 12.- Resistencia Eléctrica: Describir la resistencia y trabajar numéricamente la Ley de Ohm: En sistemas eléctricos como focos, parrillas y aparatos domésticos en general. 13.- Circuitos de Condensadores en series y en paralelo: Cálculo de condensadores equivalentes en diferentes diagramas de circuitos.
14.- Potencial Eléctrico en un condensador: Cálculo de energía eléctrica en un condensador, matemáticamente y experimentalmente. 15.- Potencial de un Conductor Cargado: Verificar la diferencia entre un conductor y un no conductor por medios experimentales como es un metal y plástico. 16.- Condensadores con Dieléctrico: Medición de la capacitancia para diferentes materiales dieléctricos en un capacitor. 17.- Identificar la Corriente Eléctrica directa. reconocer el funcionamiento de una batería y la fuerza electromotriz. 18.- solución de problemas de Potencia y trabajo eléctrico: Resolución de problemas con aparatos domésticos. 19.- Reconocer la Resistencia Eléctrica: Resolución de circuitos con resistencias en serie y en paralelo. 20.-Aplicar las Reglas de Kirchhoff: Análisis y resolución de circuitos sencillos aplicando las leyes de Kirchhoff. 21.- Resolución de Circuitos RC: Describir la ecuación y cómo se resolvería un circuito RC. 22.- Aplicación casos reales de la Fuerza de Lorentz y campos magnéticos uniformes. 23.- Resolución de problemas aplicando fuerza entre conductores. y la Ley de Ampere 24.-Aplicación a problemas de la Ley de Faraday y la Ley de Lenz 25.- Cálculo de Inductancia magnètica tanto en circuitos como en dispositivos
BIBLIOGRAFÍA: BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: 1. Eliezer Braun. Física 2. Electricidad y Magnetismo. Editorial Trillas 1994. 2. Paul A. Tipler y Gene Mosca, Física para la Ciencia y la Tecnología volumen 2, quinta edición 2004, Editorial Reverte. 3. Sears, Zemansky, Young, Freedman. Física Universitaria. Undécima edición volumen 2. Editorial Pearson 2004. 4. Héctor G. Riveros Rotgé. Electricidad y Magnetismo. Preguntas y Respuestas, Editorial Trillas 1998. 5. Raymond A. Serway. Física para Ciencias e Ingeniería. Volumen II McGraw-Hill 6. Douglas C. Giancoli Física para Universitarios. Volumen II. Prentice Hall 2003. 7. Resnick, Halliday y Krane. Física. Vol. 2 Ed. CECSA 2003. 8. Roland Lane Reese, Física Universitaria volumen 2 editorial Thomson. 9. V. Serrano Domínguez, G. García Arana, C. Gutiérrez Aranzeta. Electricidad y Magnetismo. Estrategias de aprendizaje y resolución de problemas. Editorial Prentice-Hall. 10. Raymond Serway y John W. Jewet, Física I texto basado en cálculo. Volumen II tercera edición Editorial Thomson 2004. 11. R .Resnick, David Halliday, Jearl Walker Fundamentos de Física I volumen II. 6ª Editorial CECSA., México D.F. 2001. 12. Susan M. Lea, John R. Burke, Física, La naturaleza de las cosas volumen II, Editorial Thomson1999.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA 1.- Benson Harris, Física Universitaria, vol II, 1ª. Edición, editorial CECSA, México 2.-Wilson D Jerry , primera edición volumen 2. Editorial Pearson México,1996
3.- Lev Landau. A Kitaygorodski. Física para Todos. MIR Moscú. 1967. 4.-J.P. McKelvey. H. Grotch. Física para Ciencias e Ingeniería. (Vol. I) 1a Ed. 1981. Harla, México D.F. 5.- A. Williams Stanley. Guía de estudio para Fundamentos de Física I y II. Ed., CECSA., México D.F.1987.
5.-Wagness, Electromagnetismo, 3ª edición , editorial Mc Graw Hill, México, 1999
Estos sitios web permiten acercarse a la física usando la informática, a todos los niveles: http://www.cenam.mx http://www.nist.gov http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm http://physicsweb.org/TIPTOP/VLAB/ http://www.meet-physics.net http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/index.html http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/1719/experimentos.html http://www.jpl.nasa.gov/ http://www.mos.org/sln/toe/toe.html http://www.physicsweb.org/TIPTOP/VLAB/ http://www.falstad.com/mathphysics.html http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/ http://www.maloka.org/f2000/index.html http://howthingswork.virginia.edu/ http://www.explorelearning.com
8.-
Recursos específicos: Libros de texto, lecturas complementarias, instrumentos de laboratorio, prácticas, software, videos, películas generadas por los estudiantes. L., Enrique Sánchez A. y Samuel Vázquez L.