UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN … · Cuestionario Problemas resueltos Casos resueltos Cuestionario Presentación Cantidad de Respuestas correctas ... resistividad de algunos

UANL - FIME Física III

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IT-7-ACM-04-R03

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Física III Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 38 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 4 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 30/11/2009 Fecha de la última actualización: 30/11/2009 Responsables del diseño: M.C. Elizabet Rodríguez García M.C. Miguel Ángel Gutiérrez Zamarripa M.E.C. Flor Elizabeth Rodríguez Valladares

Presentación:

Una gran parte de los fenómenos físicos que tenemos a nuestro alrededor, son de origen electromagnético. La aplicación de las leyes del electromagnetismo ha permitido a la humanidad el desarrollo de gran cantidad de tecnologías industriales. De aquí la importancia de que el futuro ingeniero desarrolle una visión lo mas completa posible del Electromagnetismo, el cual sirve de base a las áreas de ingeniería en las que esta incluida. La intención metodológica es desarrollar en forma paralela el estudio del campo eléctrico y del campo magnético, para que el estudiante se forme una visión integral de estos fenómenos y destaque la relación entre ellos.


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Propósito: Esta unidad de aprendizaje contribuye a la formación de egresados con valores como: la responsabilidad, honestidad y ética profesional

así como a desarrollar: conocimientos generales y especializados para aplicarlos a situaciones concretas, habilidades y herramientas para el aprendizaje autónomo y pone en práctica una dinámica de superación constante, trabajando en equipo y desarrollando proyectos conjuntos.

Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:

• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad.

• Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.

Competencias personales y de interacción social

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.


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Competencias integradoras

• Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.

• Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores condiciones de vida.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Aplicar conocimientos de Electromagnetismo para la resolución de problemas sencillos de campos electromagnéticos estáticos y dinámicos en base a las Ecuaciones de Maxwell que les permita describir la inducción magnética en circuitos con inductores, capacitores y resistores así como identificar su aplicación en algunas áreas de la Ingeniería.


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Representación gráfica

Competencias de la Unidad de

Aprendizaje

Instrumentales

Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del

conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los

ámbitos personal, académico y profesional

Describir la inducción magnética en circuitos con inductores,

capacitores y resistores

Analizar las características fundamentales cualitativas y cuantitativas de los campos

electromagnéticos constantes en el tiempo, formulando las ecuaciones de Maxwell en forma integral para campos estacionarios

Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su

transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de

vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad.

Identificar el uso del electromagnetismo en algunas

áreas de la Ingeniería a través de simuladores o software

Utilizar software o simuladores que le permita comparar los resultados con

los obtenidos matemáticamente.

Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el

trabajo colaborativo.

Trabajar en equipo para la obtención de soluciones a

problemas propuestos.

Debatir en grupo los conceptos manejados en la unidad de

aprendizaje argumentando sus comentarios.

Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás,

respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir

a construir una sociedad sostenible

Integradoras

Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra

época para crear mejores condiciones de vida.

Aplicar los conocimientos del electromagnetismo en algunas

áreas de la Ingeniería.

Aplicar las leyes de Faraday-Lenz y Ampere generalizada para la descripción de la inducción

electromagnética en circuitos con inductores, capacitores y resistores

Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su

profesión para la adecuada toma de decisiones.

Aplicar conocimientos de Electromagnetismo para la

resolución de problemas sencillos de campos electromagnéticos estáticos

y dinámicos

Aplicar la Ley de Ohm, Ley de Joule y Leyes de Kirchhoff en circuitos

resistivos de corriente directa y con presencia de capacitores en serie con no más de dos mallas independientes.


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Unidad temática 1: Campos Eléctrico y Magnético Estáticos. Competencias particulares: Analizar las características fundamentales cualitativas y cuantitativas de los campos electromagnéticos constantes en el tiempo, formulando las ecuaciones de Maxwell en forma integral para campos estacionarios y aplicándolas para el cálculo de sus variables típicas en situaciones de geometría sencilla y alta simetría.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Describir los campos eléctricos y magnéticos mediante las características y propiedades de los mismos para identificarlos en situaciones del entorno.

Síntesis Participación

Síntesis: � Presentación � Análisis de

información � Contenido � Resultados � Conclusión � Referencias

Bibliográficas � Tiempo de

Entrega Participación: � Actitud

propositiva � Emitir juicios � Argumentar � Toma de

decisiones � Crítico

Realizar una síntesis de la investigación del origen de los campos eléctricos y magnéticos. Participar en una lluvia de ideas para activar el conocimiento previo.

Carga eléctrica y sus características. Intensidad de Campo Eléctrico Inducción Magnética Fuerza de Lorentz Líneas de fuerza y líneas de inducción Flujo de Campo Eléctrico y Flujo de Campo Magnético Ley de Gauss del flujo eléctrico y magnético

Pizarrón, Libro de texto, Revistas de carácter científico, TIC´s


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Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar los valores de los campos eléctricos y magnéticos haciendo uso de algunas de las ecuaciones de Maxwell para resolver problemas simples del entorno. Analizar algunas situaciones problemáticas en las que intervienen los campos eléctricos y magnéticos para darles una solución adecuada.

Cuestionario Problemas resueltos Casos resueltos

Cuestionario � Presentación � Cantidad de Respuestas

correctas � Redacción de las

respuestas � Tiempo de entrega

Problemas resueltos: � Orden y Limpieza � Conceptos físicos � Estrategia/Procedimientos

matemáticos

� Simplificación de resultados

� Conclusión Casos resueltos: � Presentación � Conceptos físicos

utilizados correctamente

� Redacción � Estrategia de solución � Reflexión de los

resultados propuestos � Tiempo de entrega

Contestar un cuestionario que involucre algunas de las ecuaciones de Maxwell. Resolver problemas en base a las características y propiedades de los campos eléctrico y magnético. Resolución de casos en los que intervienen los campos eléctricos y magnéticos en la vida cotidiana, utilizando algún software o simulador para realizar una comparación.

Características del campo eléctrico Potencial eléctrico Diferencia de potencial. Corriente eléctrica e intensidad de corriente eléctrica en CD.

Ley de Ampere Aplicaciones de la ley de Ampere Capacitores Capacitancia Energía del campo Eléctrico



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Unidad temática 2: Conducción Eléctrica en Metales. Competencias particulares: Analizar las características fundamentales de la conducción eléctrica en los metales a partir del modelo electrónico clásico, explicando las causas de la resistencia eléctrica y su dependencia con la temperatura, así como las diferencias entre aislantes y conductores, formulando y aplicando la Ley de Ohm, Ley de Joule y Leyes de Kirchhoff en circuitos resistivos de corriente directa y con presencia de capacitores en serie con no más de dos mallas independientes.



Criterios de desempeño Actividades de

aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar los valores de resistencia y resistividad de algunos elementos mediante su medición física y cálculo analítico para identificar su relación con las corrientes y voltajes en los circuitos de corriente directa.

Participación en el debate. Cuadro sinóptico.

Participación: � Actitud propositiva

� Emitir juicios

� Argumentar

� Toma de decisiones

� Crítico

Cuadro sinóptico: � Presentación � Jerarquización de

Contenidos � Análisis de la

información � Tiempo de entrega

Participar en un debate de los conceptos de resistencia y resistividad de algunos materiales. Realizar un cuadro sinóptico de los diferentes materiales en base a su valor de resistencia.

Modelo electrónico clásico Resistencia eléctrica, resistividad y su dependencia con la temperatura Aisladores y conductores (semiconductores y superconductores, conductividad)



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Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar las leyes de Ohm y Joule mediante sus características para determinar su uso en el análisis de circuitos de corriente directa. Aplicar las leyes de Kirchhoff en el análisis de algunos circuitos de una o dos mallas para determinar la solución de los mismos.

Circuito básico Problemas resueltos Problemas

resueltos

Circuito Básico: � Presentación � Uso correcto de

la simbología � Aplicación

correcta de los conceptos

� Tiempo de entrega

Problemas resueltos: � Orden y Limpieza � Conceptos físicos �

Estrategia/Procedimientos matemáticos

� Simplificación de resultados

Conclusión

Determinar los elementos básicos de un circuito mediante una representación gráfica. Resolver problemas que involucren la ley de Ohm y Joule Mediante la información proporcionada resolver problemas de circuitos de corriente directa de una o dos mallas utilizando las leyes de Kirchhoff

Ley de Ohm Resistencia Equivalente Fem y ecuaciones del circuito Ley de Joule Leyes de Kirchhoff Circuitos RC



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Unidad temática 3: Campo Electromagnético y Ondas Electromagnéticas Competencias particulares: Aplicar las leyes de Faraday-Lenz y Ampere generalizada para la descripción de la inducción electromagnética en circuitos con inductores, capacitores y resistores.



Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar el fenómeno de la inducción mediante el análisis de un experimento para establecer la ley de Faraday. Definir los circuitos variables en el tiempo aplicando el conocimiento previo para generar ondas electromagnéticas.

Reporte. Síntesis Reporte

Reporte escrito. � Presentación � Información

obtenida para lograr el objetivo

� Procedimiento � Resultados � Conclusión � Tiempo de entrega Síntesis: � Presentación � Análisis de

información � Contenido � Resultados � Conclusión � Referencias

Bibliográficas � Tiempo de Entrega

Explicar los fenómenos producidos por inducción electromagnética en algunos casos propuestos. Realizar una síntesis del concepto de inductancia Analizar la forma de implementar los circuitos variables en el tiempo.

Inducción electromagnética Ley de Faraday-Lenz Fem de Movimiento Campos eléctricos inducidos por campos magnéticos variables Inductancia, autoinductancia e inductancia mutua Circuito Resistivo Inductivo, inductivo-capacitivo y resistivo-inductivo-capacitivo.(RLC).



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Criterios de desempeño Actividades de

aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar las ondas electromagnéticas mediante el análisis de las ecuaciones de Maxwell para identificar su uso en algunos casos de ingeniería.

Mapa Conceptual Problemas resueltos

Mapa conceptual: � Presentación � Orden � Elementos de enlace � Relación de conceptos � Tiempo de entrega

Problemas resueltos: � Orden y Limpieza � Conceptos físicos � Estrategia/Procedimientos

matemáticos � Simplificación de resultados Conclusión

Realizar un mapa conceptual de las ecuaciones de Maxwell. Resolver problemas que involucren el uso de las ondas electromagnéticas.

Ley de Ampere-Maxwell y corriente de Desplazamiento. Sistema de Ecuaciones de Maxwell. Onda electromagnética y sus características Longitud de onda, frecuencia, Periodo, velocidad de propagación. Espectro electromagnético Energía, Vector de Poyting.



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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Síntesis

Participación Cuestionario Problemas resueltos Casos resueltos

Participación en el debate. Cuadro sinóptico. Circuito básico Problemas resueltos Problemas resueltos Reporte. Síntesis Reporte Mapa Conceptual Problemas resueltos Exámenes Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador %

Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio de evidencias de aprendizaje para su evaluación, el cual contendrá todos los problemas propuestos resueltos correctamente, así como los reportes, registros de conclusiones e investigaciones generados en clase.


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Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: Electricidad y Magnetismo Autor: Sears. Semansky. Young

Editorial: Addison-Wesley-Longman, 2005

� Libro: Física

Autor: Raymond A. Serway (Tomo II) Editorial: Mc. Graw Hill, Junio 1999

� Libro: Física Clásica Moderna Autor: W. Edward Gettys Frenerick J. Keller

Malcolm J. Skove Editorial: Mc. Graw Hill, 1993

� Libro: Física Autor: M. Alonso

E.J. Finn Editorial: Addison-Wesley-Longman

� Libro: Fundamentos de Física (Versión extendida) Autor: Holliday, Resnick, Walker Volumen 2,

Editorial: CECSA, tercera edición. México 2002


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� Libro: Autor:

Editorial:

o Tema: Liga: www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm

Fecha última revisión:

o Tema:

Liga: www.fisica.edu.uy Fecha última revisión:

o Tema: Liga: www.fisica.net/


o Tema: Liga:


� Revista: Investigación y Ciencia / Scientific American No Año: Jul.1982

# de revista: 70 Mes:

Nombre del artículo: Autor:


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� Revista: The Physics Teacher

Año: Sep 2006 # de revista: Vol 44

Mes: Nombre del artículo: Autor:

Perfil del docente:

• Maestría en Ciencias afines al área de Física, ingeniería o su enseñanza.

• Amplio conocimiento de los temas tratados en el curso sobre todo con aplicaciones en ingeniería.

• Preparación didáctica adecuada para impartir un curso centrado en el aprendizaje y basado en competencias. Ficha bibliográfica del profesor:


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JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BÁSICAS

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