CONTENIDO

NOMBRE DE LA MATERIA

Física II – Electricidad y Magnetismo (FI1002)

Créditos: 4

Prerrequisitos: Física I

INFORMACIÓN DEL DOCENTE

Mi nombre es Omar Ormachea Muñoz, Profesor Pleno de la UPB. Desde 2007 Director del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE) y desde el 2009 al 2022 fui Jefe de Carrera de Electrónica y Telecomunicaciones. Empecé mis estudios de pregrado en la UMSA en la carrera de física, ya en el primer semestre obtuve una beca y realicé mis estudios de pregrado, maestría y doctorado en la Universidad Estatal de Bielorrusia (Bielorrusia) en el área de Láseres, Óptica y Optoelectrónica.

A partir de la etapa de estudios de nivel doctoral empecé mi desempeño científico como investigador asociado junior, para luego pasar al puesto de trabajo como investigador asociado hasta el 2006, en el laboratorio de Óptica no-lineal de la cátedra de Física de Láseres y Espectroscopia de la Universidad Estatal de Bielorrusia.

Dentro las líneas de investigación que llevamos a cabo en el CIOE de la UPB, están: la investigación aplicada en el área de electrónica quántica (láseres), la investigación aplicada en el área de óptica y fotónica, y por último la investigación aplicada en el área de energía solar, las mencionadas actividades se realizan con la participación de estudiantes de diferentes carreras en los laboratorios de investigación de Óptica & Fotónica y Energías Alternativas, en ese sentido se tiene permanentemente abiertas oportunidades de trabajar con estudiantes de todos los niveles básicos, intermedios y que estén finalizando sus estudios de pregrado, tanto en iniciativas o propuestas individuales, o en proyectos de investigación que estoy llevando a cabo actualmente.

Además de mis actividades concernientes al área académica y de investigación, tengo como hobby el karaoke y el basquetbol, también me gusta ver buenas películas.

ATENCIÓN A LOS ESTUDIANTES

Disponibilidad de atención a los estudiantes

• De lunes a viernes, en la oficina de la dirección del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías o, mediante WhatsApp vía chat, también por llamadas telefónicas directas a mi celular.
• Correo electrónico: oormachea@upb.edu, Teléfono oficina: 4268287 (int. 504)

Las consultas generales pueden hacerlas de lunes a viernes en horarios laborales, me encuentro permanentemente en el Campus UPB, Cochabamba, salvo alguna reunión o viaje que sucede muy raramente, intento dar pronta respuesta a consultas por los medios antes mencionados. Les aliento a que interactuemos lo más que se pueda, tanto con preguntas sobre conceptos poco claros, ejercicios, o proyectos, como cualquier otra curiosidad que tengan sobre temas de la materia. Puedo atenderlos en horarios fuera de los laborales, sin embargo, es preferible hacerlo en condiciones normales de trabajo.

PRESENTACIÓN DE LA MATERIA

En algún momento se pusieron a pensar cómo es que funcionan los televisores, como llegan las señales a un TV de un estudio periodístico, cuando usamos el control remoto para cambiar de canales, cuando manejamos un automóvil escuchamos radio FM por ejemplo, cuando chateamos por WhatsApp o vemos películas por YouTube en el teléfono inteligente, todo esto parece magia pues no vemos ni sentimos nada físico en esas operaciones. Las ondas electromagnéticas son producidas por la materia; átomos, moléculas e incluso por electrones libres, a pesar de que no podemos ver estas ínfimas partículas materiales, su existencia está demostrada por diferentes métodos experimentales.

La asignatura de Física II, estudia la rama de la física que se ocupa de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Las leyes de la electricidad y del magnetismo desempeñan un papel muy importante en el funcionamiento de dispositivos como reproductores de MP3, celulares, televisores, motores eléctricos, computadoras, aceleradores de alta energía 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 su origen, eléctricas. Los conceptos estudiados en este curso forman la base teórica que debe poseer todo estudiante de una carrera de Ingeniería, para poder entender y describir prácticamente todos los fenómenos físicos involucrados en las distintas áreas de la Ingeniería.

El curso en mención tiene un fuerte componente experimental tanto demostrativo como laboratorial, para acentuar y comprender los fenómenos físicos, que no pueden ser asimilados de otra manera que no sea a través de una práctica experimental. Durante el curso se realizarán experiencias demostrativas experimentales que consolidaran los conceptos teòricos, también se realizarán laboratorios formales mínimamente uno por Unidad de Aprendizaje, se diseñaron diferentes experimentos que el estudiante realizará prácticamente de manera individual, adicionalmente se tendrá una primera capacitación experimental de instrumentación de diferentes dispositivos de medición como son los multímetros, gaussimetros, amperímetros, entre otros. En ese sentido la asignatura en mención es una materia que requiere de presencialidad obligatoria para el desarrollo de las competencias mencionadas.

La materia en mención es un curso clásico que se encuentra en la mayoría de las mallas curriculares en áreas ingenieriles, este curso es fundamental para comprender y asimilar material que se verá de manera aplicada en cursos como Circuitos I y Circuitos II, todas las ramas de Electrónica y donde se tenga la componente de señales eléctricas. Es un curso apasionante donde los estudiantes desarrollarán competencias importantes respecto a las expectativas que tengo como profesor y a los logros que ellos alcanzarán.

CÓDIGO DE CONDUCTA. PRINCIPIOS Y NORMAS

Aquí se describen el código de conducta, principios y normas básicas de nuestra institución académica:

• La ASISTENCIA es obligatoria en todas las clases, así como la participación en todas las actividades programadas en la plataforma virtual cuando se programe ésta. Los casos de ausencia a clase o inasistencia a exámenes se rigen por lo dispuesto en el Reglamento Estudiantil: sólo se permite el equivalente de una Falta de Asistencia por crédito académico. La postergación de exámenes requiere autorización previa tramitada ante la Decanatura de Admisiones y Asuntos Estudiantiles y el previo pago extraordinario de tasas.
• Para favorecer la PUNTUALIDAD, la hora oficial por la que se rige la Universidad se encuentra en la página web institucional www.upb.edu La materia se inicia a la hora programada. No existe tiempo de tolerancia para ingresar con retraso. Las horas de cierre de actividades en la plataforma virtual son inamovibles.
• Se considera una FALTA DE ASISTENCIA tanto a la inasistencia como al hecho de que un estudiante ingrese tarde a la clase por permiso extraordinario del profesor o la abandone antes de que concluya.
• La DISCIPLINA en clase es condición para un aprendizaje efectivo, es por ello que el uso de teléfonos celulares en aula y la visita a sitios de internet no académicos desde el computador o tableta están prohibidos y reciben la sanción de expulsión del aula y Falta de Asistencia, salvo que el docente establezca para cada oportunidad las condiciones en las que los estudiantes pueden utilizar las tecnologías de información y comunicación.
• En base a la promoción de la HONESTIDAD y la JUSTICIA en las evaluaciones, el fraude académico y el plagio en exámenes, trabajos, prácticas u otra actividad curricular es sancionado con la reprobación de la materia, además de la pérdida del derecho a ingresar al cuadro de honor y a la graduación con mención. La reincidencia causa el inicio de un proceso disciplinario universitario que puede concluir con la suspensión o expulsión de la Universidad.
• La LIBERTAD DE PENSAMIENTO, el RESPETO a la dignidad humana, las formas correctas de relacionamiento interpersonal y la NO DISCRIMINACIÓN son valores promovidos y aplicados en todas las actividades.

Compromiso del docente

Como docente tengo el firme compromiso de tener un trato equitativo con todos los estudiantes que formen el grupo, de atender sus solicitudes y de dar el mejor trato posible, cumplir estrictamente con los horarios de clases, ser puntual tanto en el inicio de clases como en su finalización para que nadie salga perjudicado. Me comprometo a realizar las evaluaciones de los diferentes trabajos, exámenes, prácticas, cuestionarios, etc., que se desarrollaran en la materia de manera no parcializada e igualitaria sin tener preferencia alguna. Proporcionaré, de manera oral u escrita, y de la manera más clara que me sea posible, las instrucciones para la realización de trabajos prácticos, ejercicios y laboratorios, así mismo con el suficiente tiempo para que los estudiantes tengan un suficiente margen de asimilación de las tareas asignadas.

COMPETENCIAS DE SALIDA

Las competencias son propias del perfil profesional del graduado: son saberes complejos que integran conocimientos, habilidades y actitudes.

En esta materia, desarrollaremos las siguientes competencias:

Competencias básicas

• Competencia matemática - Análisis
• Competencia digital - Comprensión

Competencias específicas

• Desarrollar y asimilar el fenómeno de electrostática y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets y la resolución de ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar los conceptos de magnetismo: Fuentes de campo magnético, inducción magnética, ecuaciones de Maxwell para su comprensión y asimilación a través del uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Desarrollar conceptos principales de la Circuitos en corriente contínua: Capacitores, resistencias, concepto de la fem, empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar herramientas matemáticas para la solución de ejercicios y problemas propuestos - Aplicación
• Desarrollar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo a través de experimentación en laboratorio - Aplicación

Competencias transversales

• Aprendizaje permanente y autónomo - Aplicación
• Creatividad e innovación - Comprensión
• Pensamiento crítico y razonamiento científico - Aplicación

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE DE LA MATERIA

Objetivo General

Presentar aspectos teóricos y prácticos que permitan entender y asimilar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo, poniendo énfasis no solo en la comprensión conceptual de los fenómenos y en la solución de problemas mediante cálculo analítico y cuantitativo, sino también en un fuerte y sólido componente experimental tanto demostrativo como laboratorial.

Objetivos Específicos

• Comprender el origen de las fuerzas eléctricas
• Conocer el concepto de capacitancia y las propiedades de un material dieléctrico
• Analizar circuitos eléctricos 
• Comprender el origen del campo magnético
• Estudiar y asimilar el fenómeno de la fuerza de Lorentz
• Calcular campos magnéticos por las leyes de Biot-Savart y Ampere
• Introducir los conceptos principales de las Ecuaciones de Maxwell

 

PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES Y SESIONES DE APRENDIZAJE, CON DETALLE DE LOS RECURSOS Y LAS ACTIVIDADES OBLIGATORIAS

 

UNIDAD 1 Carga Eléctrica y Campo Eléctrico, Ley de Gauss, Potencial Eléctrico Objetivo: Que los estudiantes desarrollen y asimilen los conceptos de electrostática, la ley de Gauss de la electricidad, el potencial eléctrico y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets, laboratorios virtuales  y laboratorios con herramientas interactivas experimentales  y la resolución de ejercicios prácticos.	SESIÓN 1 Introducción. Objetivo: Que los estudiantes comprendan la pertinencia de la materia para su carrera profesional, descripción de las actividades a realizar en el curso y los contenidos, entrega del material teórico-digital (Bibliografía digitalizada, lecciones preparadas por el docente en formato ppt de toda la materia, videos educativos), introducción de la materia. Contenido: Presentación de la materia Material de estudio: 1) Sílabo 2) Demostración experimental conceptos iniciales (Laboratorio de Física) Antes de la clase: 1) Leer Sílabo, 2) Revisar plataforma Moodle Después de la clase: Ninguna. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las partes principales que componen la materia, 2) Explicar las características de las cargas electrostáticas.
	SESIÓN 2, 3 y 4 Carga eléctrica, Cargas inducidas, Ley de Coulomb, Campo eléctrico, Fuerzas eléctricas. Contenido: Conceptos iniciales, características de las cargas positivas y negativas, Descripción de la Ley de Coulomb, Interpretación del Campo eléctrico y definición de las fuerzas eléctricas , Demostraciones teóricas y matemáticas, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de las cargas eléctricas, 2) Explicar la Ley de Coulomb y entender su significado, 3) Demostrar la relación de la carga con el campo eléctrico y la fuerza eléctrica.
	SESIÓN 5 Laboratorio virtual del campo eléctrico, Ley de Coulomb  (Lab. simulaciones, Lab con herramientas  interactivas). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 6 y 7 Carga y flujo eléctrico. Cálculo del flujo eléctrico. Ley de Gauss. Líneas de Campo Eléctrico. Contenido: El flujo eléctrico y sus características, Definición de de la ley de Gauss, Descripción de las líneas de campo eléctrico, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características de la carga y el flujo eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el flujo eléctrico, 3) Describir la definición de la ley de Gauss, 4) Explicar las características de las líneas de campo eléctrico.
	SESIÓN 8 Laboratorio de la Ley de Gauss (Lab. simulaciones). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 9 Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico Contenido: Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico: Potencial debido a una carga puntual, potencial para una distribución discreta de cargas. Cálculo del campo eléctrico a partir de un potencial eléctrico. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos, 3) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características del potencial eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el potencial eléctrico, 3) Describir cómo se calcula el campo eléctrico a través del potencial.
	SESIÓN 10 La ley de Coulomb y principios de inteligencia artificial (IA) Contenido: Exposiciones grupales por parte de los estudiantes referente a la utilización de la inteligencia artificial aplicada al electromagnetismo . Material de estudio:1) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Preparar material en formato ppt Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar el uso de la IA en áreas de ciencias básicas.
	SESIÓN 11 Primer Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario. Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 2 Capacitancia Eléctrica, Ley de Ohm, Circuitos DC, Campo y Fuerza Magnética Objetivo: Que el estudiante aprenda las propiedades principales de circuitos eléctricos  en DC, la ley de ohm y campos magnéticos empleando la lectura del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN 12, 13 y 14 Capacitores y dieléctricos. Energía y conexiones de los capacitores Contenido: Capacitancia de un conductor aislado. Capacidad de un capacitor. Capacidad equivalente de capacitores en serie y paralelo. Energía eléctrica almacenada en un capacitor. Dieléctricos. Control de lectura. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir  las características principales de los capacitores, 2) Entender cómo se almacena la energía en estos dispositivos y cómo se calcula, 3) Comprender cómo se conectan los capacitores (serie y paralelo).
	SESIÓN 15 Laboratorio de Capacitores. Contenido: Montaje de capacitores de placas paralelas, capacitores comerciales.. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio, 2) Lectura tutorial. Antes de la clase: 1) Analizar la información.. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 16 y 17 Circuitos en DC. Ley de Ohm. Reglas de Kirchhoff Contenido: Corriente eléctrica, resistencia y caídas de potencial. Ley de Ohm. Potencia eléctrica disipada en una resistencia. Fuerza electromotriz. Reglas de Kirchhoff. Combinación de resistencias. Circuitos de Corriente Continua. Circuitos RC. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeo Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de la resistividad y la ley de Ohm, 2) Describir la fuerza electromotriz, 3) Comprender cómo se conectan las resistencias (serie y paralelo).
	SESIÓN 18 Laboratorio de Resistencias y las leyes de Kirchhoff. Contenido: Montaje de resistencias en serie y paralelo, Reglas de Kirchhoff. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 19 y 20 Campo y fuerza magnética. Contenido: Campo magnético. Flujo magnético. Fuerza sobre una carga en movimiento. Fuerza sobre una corriente. Fuerza de Lorentz. Dipolo Magnético. Torque sobre una espira de corriente. Aplicaciones. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de los campos magnéticos, 2) Describir la fuerza de Lorentz, 3) Comprender cómo funcionan los motores eléctricos.
	SESIÓN 21 Laboratorio del motor eléctrico. Contenido: Montaje de un motor eléctrico simple en corriente DC. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 22 Segundo Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 3 Fuentes de Campo Magnético, Ley de Inducción de Faraday, Las Ecuaciones de Maxwell, Inductancia, Circuitos en AC Objetivo: Que el estudiante comprenda conceptos principales de las fuentes de campo magnético, la ley de inducción de Faraday, las Ec. de Maxwell y los circuitos en AC empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN  23 y 24 Fuentes de campo magnético. Contenido: Ley de Biot–Savart. Ley de Ampere. Representación de líneas de campo magnético para Conductores rector, Espiras circulares, Solenoides. Fuerza entre conductores paralelos. Campo Magnético en la materia: Imanes. Magnetización. Inducción magnética e Intensidad del Campo Magnético. Paramagnetismo, Diamagnetismo y Ferromagnetismo. Histéresis magnética. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de la ley de Biot-Savart, 2) Demostrar y entender la fuerza entre conductores paralelos, 3) Explicar la inducción magnética.
	SESIÓN 25 Laboratorio de inducción magnética. Contenido: Montaje experimental de circuitos y bobinas, medición de la constante de permitividad magnética, experimentación con imanes, inducción magnética y medidas. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 26, 27 y 28 Ley de Faraday e inductancia. Contenido: Flujo Magnético variable. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Autoinducción e Inductancia. Corriente de desplazamiento y las ecuaciones de Maxwell, Circuitos RL. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar la ley de inducción de Faraday y la ley de Lenz, 2) Describir las Ecuaciones de Maxwell, 3) Entender la inductancia.
	SESIÓN 29 y 30 Circuitos de corriente alterna. Contenido: Voltajes AC. Corrientes AC en resistencias, capacitores e inductores. Corriente AC en un circuito LRC en serie. Potencia en un circuito AC. El transformador. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar los circuitos en corriente alterna, 2) Describir el funcionamiento del transformador
	SESIÓN 31 Laboratorio de transformadores. Contenido: Montaje experimental de transformadores en AC con diferentes números de vueltas en el primario y secundario. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 32 Examen Final y Proyecto final Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Proyecto: El transformador, entrega en la plataforma Moodle, exposiciones grabadas en videos del desarrollo experimental Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material correspondiente a toda la materia.

 

METODOLOGÍA

La metodología del curso se basa en clases magistrales, trabajos prácticos orales y escritos. Para alcanzar los objetivos y resultados planificados en esta materia, se han preparado vídeos y lecturas que los estudiantes deben realizar antes de cada clase, como también demostraciones experimentales y actividades de laboratorio en cada unidad de aprendizaje. Los laboratorios experimentales son una parte fundamental en las materias de áreas ingenieriles, ya que un laboratorio bien diseñado: es una valiosa herramienta que contribuye a reforzar el aprendizaje y en el que los estudiantes pueden lograr una mayor comprensión imposible de lograr por otros medios.

En cada clase (sesión), se realizarán actividades relacionadas a la teoría expuesta en las lecturas sugeridas o en los vídeos.

Las clases magistrales dictadas por el docente comprenden:

• la presentación de la teoría: conceptos y métodos
• la solución de problemas, ejemplos académicamente representativos
• la presentación de experimentos didácticos que muestran el fenómeno desarrollado en la teoría
• la solución de problemas seleccionados de las prácticas

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes escritos comprenden:

• la solución de los problemas propuestos en las prácticas propuestas por el docente
• la solución de problemas propuestos por el docente durante el desarrollo del curso
• controles de lecturas periódicos, en función del desempeño del grupo

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes orales comprenden:

• la realización de presentaciones por grupos de temas complementarios designados por el docente
• la realización de prácticas de laboratorio

Se entregará al estudiante el siguiente material:

• diapositivas elaboradas para el desarrollo del curso (clases magistrales)
• diapositivas con los ejercicios propuestos para su resolución por tema avanzado
• copia digitalizada del libro base
• videos, applets, laboratorios virtuales elegidos por el docente, como material complementario

El curso incluye una serie de trabajos de investigación, cuyas instrucciones serán entregadas oportunamente a los estudiantes. Los trabajos de investigación se basan en la búsqueda de recursos adicionales en libros, artículos científicos, teoría revisada, Google Scholar, otros y amplían algunos conceptos fundamentales no tratados en las clases magistrales con una componente de discusión académica a través de trabajos grupales y exposiciones orales.

EVALUACIÓN

La calificación total en esta materia se obtiene a través de un proceso de evaluación continua. La nota final se obtiene mediante 2 notas parciales y una final. La ponderación de cada uno de los parciales es 30% y la nota del parcial final tiene una ponderación de 40%.

Las notas parciales se obtienen, cada una, a partir de un examen escrito de conocimientos básicos teóricos y resolución de ejercicios, de las entregas de trabajos prácticos, informes de laboratorio, trabajos de investigación y controles de lectura periódicos. El examen final escrito se califica sobre la totalidad del contenido de la materia.

NOTA: La presencialidad es obligatoria debido a las actividades experimentales demostrativas, capacitación en instrumentación introductoria y actividades laboratoriales con el uso de equipamiento especializado.

Primera evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorio           (50%)

Primer Examen Parcial                                                       (40%)

 

Segunda evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Segundo Examen Parcial                                                    (40%)

 

Evaluación final

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Examen Final                                                                        (40%)

 

NOTA 2: Se tendrán sesiones (3 por parcial-6hrs.) fuera del horario de clases (sin costo alguno) para el entrenamiento y capacitación en la resolución de ejercicios prácticos, asistencia obligatoria con puntaje.

NOMBRE DE LA MATERIA

Física II – Electricidad y Magnetismo (FI1002)

Créditos: 4

Prerrequisitos: Física I

INFORMACIÓN DEL DOCENTE

Mi nombre es Omar Ormachea Muñoz, Profesor Pleno de la UPB. Desde 2007 Director del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE) y desde el 2009 al 2022 fui Jefe de Carrera de Electrónica y Telecomunicaciones. Empecé mis estudios de pregrado en la UMSA en la carrera de física, ya en el primer semestre obtuve una beca y realicé mis estudios de pregrado, maestría y doctorado en la Universidad Estatal de Bielorrusia (Bielorrusia) en el área de Láseres, Óptica y Optoelectrónica.

A partir de la etapa de estudios de nivel doctoral empecé mi desempeño científico como investigador asociado junior, para luego pasar al puesto de trabajo como investigador asociado hasta el 2006, en el laboratorio de Óptica no-lineal de la cátedra de Física de Láseres y Espectroscopia de la Universidad Estatal de Bielorrusia.

Dentro las líneas de investigación que llevamos a cabo en el CIOE de la UPB, están: la investigación aplicada en el área de electrónica quántica (láseres), la investigación aplicada en el área de óptica y fotónica, y por último la investigación aplicada en el área de energía solar, las mencionadas actividades se realizan con la participación de estudiantes de diferentes carreras en los laboratorios de investigación de Óptica & Fotónica y Energías Alternativas, en ese sentido se tiene permanentemente abiertas oportunidades de trabajar con estudiantes de todos los niveles básicos, intermedios y que estén finalizando sus estudios de pregrado, tanto en iniciativas o propuestas individuales, o en proyectos de investigación que estoy llevando a cabo actualmente.

Además de mis actividades concernientes al área académica y de investigación, tengo como hobby el karaoke y el basquetbol, también me gusta ver buenas películas.

ATENCIÓN A LOS ESTUDIANTES

Disponibilidad de atención a los estudiantes

• De lunes a viernes, en la oficina de la dirección del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías o, mediante WhatsApp vía chat, también por llamadas telefónicas directas a mi celular.
• Correo electrónico: oormachea@upb.edu, Teléfono oficina: 4268287 (int. 504)

Las consultas generales pueden hacerlas de lunes a viernes en horarios laborales, me encuentro permanentemente en el Campus UPB, Cochabamba, salvo alguna reunión o viaje que sucede muy raramente, intento dar pronta respuesta a consultas por los medios antes mencionados. Les aliento a que interactuemos lo más que se pueda, tanto con preguntas sobre conceptos poco claros, ejercicios, o proyectos, como cualquier otra curiosidad que tengan sobre temas de la materia. Puedo atenderlos en horarios fuera de los laborales, sin embargo, es preferible hacerlo en condiciones normales de trabajo.

PRESENTACIÓN DE LA MATERIA

En algún momento se pusieron a pensar cómo es que funcionan los televisores, como llegan las señales a un TV de un estudio periodístico, cuando usamos el control remoto para cambiar de canales, cuando manejamos un automóvil escuchamos radio FM por ejemplo, cuando chateamos por WhatsApp o vemos películas por YouTube en el teléfono inteligente, todo esto parece magia pues no vemos ni sentimos nada físico en esas operaciones. Las ondas electromagnéticas son producidas por la materia; átomos, moléculas e incluso por electrones libres, a pesar de que no podemos ver estas ínfimas partículas materiales, su existencia está demostrada por diferentes métodos experimentales.

La asignatura de Física II, estudia la rama de la física que se ocupa de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Las leyes de la electricidad y del magnetismo desempeñan un papel muy importante en el funcionamiento de dispositivos como reproductores de MP3, celulares, televisores, motores eléctricos, computadoras, aceleradores de alta energía 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 su origen, eléctricas. Los conceptos estudiados en este curso forman la base teórica que debe poseer todo estudiante de una carrera de Ingeniería, para poder entender y describir prácticamente todos los fenómenos físicos involucrados en las distintas áreas de la Ingeniería.

El curso en mención tiene un fuerte componente experimental tanto demostrativo como laboratorial, para acentuar y comprender los fenómenos físicos, que no pueden ser asimilados de otra manera que no sea a través de una práctica experimental. Durante el curso se realizarán experiencias demostrativas experimentales que consolidaran los conceptos teòricos, también se realizarán laboratorios formales mínimamente uno por Unidad de Aprendizaje, se diseñaron diferentes experimentos que el estudiante realizará prácticamente de manera individual, adicionalmente se tendrá una primera capacitación experimental de instrumentación de diferentes dispositivos de medición como son los multímetros, gaussimetros, amperímetros, entre otros. En ese sentido la asignatura en mención es una materia que requiere de presencialidad obligatoria para el desarrollo de las competencias mencionadas.

La materia en mención es un curso clásico que se encuentra en la mayoría de las mallas curriculares en áreas ingenieriles, este curso es fundamental para comprender y asimilar material que se verá de manera aplicada en cursos como Circuitos I y Circuitos II, todas las ramas de Electrónica y donde se tenga la componente de señales eléctricas. Es un curso apasionante donde los estudiantes desarrollarán competencias importantes respecto a las expectativas que tengo como profesor y a los logros que ellos alcanzarán.

CÓDIGO DE CONDUCTA. PRINCIPIOS Y NORMAS

Aquí se describen el código de conducta, principios y normas básicas de nuestra institución académica:

• La ASISTENCIA es obligatoria en todas las clases, así como la participación en todas las actividades programadas en la plataforma virtual cuando se programe ésta. Los casos de ausencia a clase o inasistencia a exámenes se rigen por lo dispuesto en el Reglamento Estudiantil: sólo se permite el equivalente de una Falta de Asistencia por crédito académico. La postergación de exámenes requiere autorización previa tramitada ante la Decanatura de Admisiones y Asuntos Estudiantiles y el previo pago extraordinario de tasas.
• Para favorecer la PUNTUALIDAD, la hora oficial por la que se rige la Universidad se encuentra en la página web institucional www.upb.edu La materia se inicia a la hora programada. No existe tiempo de tolerancia para ingresar con retraso. Las horas de cierre de actividades en la plataforma virtual son inamovibles.
• Se considera una FALTA DE ASISTENCIA tanto a la inasistencia como al hecho de que un estudiante ingrese tarde a la clase por permiso extraordinario del profesor o la abandone antes de que concluya.
• La DISCIPLINA en clase es condición para un aprendizaje efectivo, es por ello que el uso de teléfonos celulares en aula y la visita a sitios de internet no académicos desde el computador o tableta están prohibidos y reciben la sanción de expulsión del aula y Falta de Asistencia, salvo que el docente establezca para cada oportunidad las condiciones en las que los estudiantes pueden utilizar las tecnologías de información y comunicación.
• En base a la promoción de la HONESTIDAD y la JUSTICIA en las evaluaciones, el fraude académico y el plagio en exámenes, trabajos, prácticas u otra actividad curricular es sancionado con la reprobación de la materia, además de la pérdida del derecho a ingresar al cuadro de honor y a la graduación con mención. La reincidencia causa el inicio de un proceso disciplinario universitario que puede concluir con la suspensión o expulsión de la Universidad.
• La LIBERTAD DE PENSAMIENTO, el RESPETO a la dignidad humana, las formas correctas de relacionamiento interpersonal y la NO DISCRIMINACIÓN son valores promovidos y aplicados en todas las actividades.

Compromiso del docente

Como docente tengo el firme compromiso de tener un trato equitativo con todos los estudiantes que formen el grupo, de atender sus solicitudes y de dar el mejor trato posible, cumplir estrictamente con los horarios de clases, ser puntual tanto en el inicio de clases como en su finalización para que nadie salga perjudicado. Me comprometo a realizar las evaluaciones de los diferentes trabajos, exámenes, prácticas, cuestionarios, etc., que se desarrollaran en la materia de manera no parcializada e igualitaria sin tener preferencia alguna. Proporcionaré, de manera oral u escrita, y de la manera más clara que me sea posible, las instrucciones para la realización de trabajos prácticos, ejercicios y laboratorios, así mismo con el suficiente tiempo para que los estudiantes tengan un suficiente margen de asimilación de las tareas asignadas.

COMPETENCIAS DE SALIDA

Las competencias son propias del perfil profesional del graduado: son saberes complejos que integran conocimientos, habilidades y actitudes.

En esta materia, desarrollaremos las siguientes competencias:

Competencias básicas

• Competencia matemática - Análisis
• Competencia digital - Comprensión

Competencias específicas

• Desarrollar y asimilar el fenómeno de electrostática y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets y la resolución de ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar los conceptos de magnetismo: Fuentes de campo magnético, inducción magnética, ecuaciones de Maxwell para su comprensión y asimilación a través del uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Desarrollar conceptos principales de la Circuitos en corriente contínua: Capacitores, resistencias, concepto de la fem, empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar herramientas matemáticas para la solución de ejercicios y problemas propuestos - Aplicación
• Desarrollar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo a través de experimentación en laboratorio - Aplicación

Competencias transversales

• Aprendizaje permanente y autónomo - Aplicación
• Creatividad e innovación - Comprensión
• Pensamiento crítico y razonamiento científico - Aplicación

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE DE LA MATERIA

Objetivo General

Presentar aspectos teóricos y prácticos que permitan entender y asimilar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo, poniendo énfasis no solo en la comprensión conceptual de los fenómenos y en la solución de problemas mediante cálculo analítico y cuantitativo, sino también en un fuerte y sólido componente experimental tanto demostrativo como laboratorial.

Objetivos Específicos

• Comprender el origen de las fuerzas eléctricas
• Conocer el concepto de capacitancia y las propiedades de un material dieléctrico
• Analizar circuitos eléctricos 
• Comprender el origen del campo magnético
• Estudiar y asimilar el fenómeno de la fuerza de Lorentz
• Calcular campos magnéticos por las leyes de Biot-Savart y Ampere
• Introducir los conceptos principales de las Ecuaciones de Maxwell

 

PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES Y SESIONES DE APRENDIZAJE, CON DETALLE DE LOS RECURSOS Y LAS ACTIVIDADES OBLIGATORIAS

 

UNIDAD 1 Carga Eléctrica y Campo Eléctrico, Ley de Gauss, Potencial Eléctrico Objetivo: Que los estudiantes desarrollen y asimilen los conceptos de electrostática, la ley de Gauss de la electricidad, el potencial eléctrico y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets, laboratorios virtuales  y laboratorios con herramientas interactivas experimentales  y la resolución de ejercicios prácticos.	SESIÓN 1 Introducción. Objetivo: Que los estudiantes comprendan la pertinencia de la materia para su carrera profesional, descripción de las actividades a realizar en el curso y los contenidos, entrega del material teórico-digital (Bibliografía digitalizada, lecciones preparadas por el docente en formato ppt de toda la materia, videos educativos), introducción de la materia. Contenido: Presentación de la materia Material de estudio: 1) Sílabo 2) Demostración experimental conceptos iniciales (Laboratorio de Física) Antes de la clase: 1) Leer Sílabo, 2) Revisar plataforma Moodle Después de la clase: Ninguna. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las partes principales que componen la materia, 2) Explicar las características de las cargas electrostáticas.
	SESIÓN 2, 3 y 4 Carga eléctrica, Cargas inducidas, Ley de Coulomb, Campo eléctrico, Fuerzas eléctricas. Contenido: Conceptos iniciales, características de las cargas positivas y negativas, Descripción de la Ley de Coulomb, Interpretación del Campo eléctrico y definición de las fuerzas eléctricas , Demostraciones teóricas y matemáticas, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de las cargas eléctricas, 2) Explicar la Ley de Coulomb y entender su significado, 3) Demostrar la relación de la carga con el campo eléctrico y la fuerza eléctrica.
	SESIÓN 5 Laboratorio virtual del campo eléctrico, Ley de Coulomb  (Lab. simulaciones, Lab con herramientas  interactivas). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 6 y 7 Carga y flujo eléctrico. Cálculo del flujo eléctrico. Ley de Gauss. Líneas de Campo Eléctrico. Contenido: El flujo eléctrico y sus características, Definición de de la ley de Gauss, Descripción de las líneas de campo eléctrico, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características de la carga y el flujo eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el flujo eléctrico, 3) Describir la definición de la ley de Gauss, 4) Explicar las características de las líneas de campo eléctrico.
	SESIÓN 8 Laboratorio de la Ley de Gauss (Lab. simulaciones). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 9 Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico Contenido: Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico: Potencial debido a una carga puntual, potencial para una distribución discreta de cargas. Cálculo del campo eléctrico a partir de un potencial eléctrico. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos, 3) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características del potencial eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el potencial eléctrico, 3) Describir cómo se calcula el campo eléctrico a través del potencial.
	SESIÓN 10 La ley de Coulomb y principios de inteligencia artificial (IA) Contenido: Exposiciones grupales por parte de los estudiantes referente a la utilización de la inteligencia artificial aplicada al electromagnetismo . Material de estudio:1) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Preparar material en formato ppt Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar el uso de la IA en áreas de ciencias básicas.
	SESIÓN 11 Primer Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario. Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 2 Capacitancia Eléctrica, Ley de Ohm, Circuitos DC, Campo y Fuerza Magnética Objetivo: Que el estudiante aprenda las propiedades principales de circuitos eléctricos  en DC, la ley de ohm y campos magnéticos empleando la lectura del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN 12, 13 y 14 Capacitores y dieléctricos. Energía y conexiones de los capacitores Contenido: Capacitancia de un conductor aislado. Capacidad de un capacitor. Capacidad equivalente de capacitores en serie y paralelo. Energía eléctrica almacenada en un capacitor. Dieléctricos. Control de lectura. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir  las características principales de los capacitores, 2) Entender cómo se almacena la energía en estos dispositivos y cómo se calcula, 3) Comprender cómo se conectan los capacitores (serie y paralelo).
	SESIÓN 15 Laboratorio de Capacitores. Contenido: Montaje de capacitores de placas paralelas, capacitores comerciales.. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio, 2) Lectura tutorial. Antes de la clase: 1) Analizar la información.. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 16 y 17 Circuitos en DC. Ley de Ohm. Reglas de Kirchhoff Contenido: Corriente eléctrica, resistencia y caídas de potencial. Ley de Ohm. Potencia eléctrica disipada en una resistencia. Fuerza electromotriz. Reglas de Kirchhoff. Combinación de resistencias. Circuitos de Corriente Continua. Circuitos RC. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeo Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de la resistividad y la ley de Ohm, 2) Describir la fuerza electromotriz, 3) Comprender cómo se conectan las resistencias (serie y paralelo).
	SESIÓN 18 Laboratorio de Resistencias y las leyes de Kirchhoff. Contenido: Montaje de resistencias en serie y paralelo, Reglas de Kirchhoff. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 19 y 20 Campo y fuerza magnética. Contenido: Campo magnético. Flujo magnético. Fuerza sobre una carga en movimiento. Fuerza sobre una corriente. Fuerza de Lorentz. Dipolo Magnético. Torque sobre una espira de corriente. Aplicaciones. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de los campos magnéticos, 2) Describir la fuerza de Lorentz, 3) Comprender cómo funcionan los motores eléctricos.
	SESIÓN 21 Laboratorio del motor eléctrico. Contenido: Montaje de un motor eléctrico simple en corriente DC. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 22 Segundo Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 3 Fuentes de Campo Magnético, Ley de Inducción de Faraday, Las Ecuaciones de Maxwell, Inductancia, Circuitos en AC Objetivo: Que el estudiante comprenda conceptos principales de las fuentes de campo magnético, la ley de inducción de Faraday, las Ec. de Maxwell y los circuitos en AC empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN  23 y 24 Fuentes de campo magnético. Contenido: Ley de Biot–Savart. Ley de Ampere. Representación de líneas de campo magnético para Conductores rector, Espiras circulares, Solenoides. Fuerza entre conductores paralelos. Campo Magnético en la materia: Imanes. Magnetización. Inducción magnética e Intensidad del Campo Magnético. Paramagnetismo, Diamagnetismo y Ferromagnetismo. Histéresis magnética. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de la ley de Biot-Savart, 2) Demostrar y entender la fuerza entre conductores paralelos, 3) Explicar la inducción magnética.
	SESIÓN 25 Laboratorio de inducción magnética. Contenido: Montaje experimental de circuitos y bobinas, medición de la constante de permitividad magnética, experimentación con imanes, inducción magnética y medidas. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 26, 27 y 28 Ley de Faraday e inductancia. Contenido: Flujo Magnético variable. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Autoinducción e Inductancia. Corriente de desplazamiento y las ecuaciones de Maxwell, Circuitos RL. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar la ley de inducción de Faraday y la ley de Lenz, 2) Describir las Ecuaciones de Maxwell, 3) Entender la inductancia.
	SESIÓN 29 y 30 Circuitos de corriente alterna. Contenido: Voltajes AC. Corrientes AC en resistencias, capacitores e inductores. Corriente AC en un circuito LRC en serie. Potencia en un circuito AC. El transformador. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar los circuitos en corriente alterna, 2) Describir el funcionamiento del transformador
	SESIÓN 31 Laboratorio de transformadores. Contenido: Montaje experimental de transformadores en AC con diferentes números de vueltas en el primario y secundario. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 32 Examen Final y Proyecto final Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Proyecto: El transformador, entrega en la plataforma Moodle, exposiciones grabadas en videos del desarrollo experimental Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material correspondiente a toda la materia.

 

METODOLOGÍA

La metodología del curso se basa en clases magistrales, trabajos prácticos orales y escritos. Para alcanzar los objetivos y resultados planificados en esta materia, se han preparado vídeos y lecturas que los estudiantes deben realizar antes de cada clase, como también demostraciones experimentales y actividades de laboratorio en cada unidad de aprendizaje. Los laboratorios experimentales son una parte fundamental en las materias de áreas ingenieriles, ya que un laboratorio bien diseñado: es una valiosa herramienta que contribuye a reforzar el aprendizaje y en el que los estudiantes pueden lograr una mayor comprensión imposible de lograr por otros medios.

En cada clase (sesión), se realizarán actividades relacionadas a la teoría expuesta en las lecturas sugeridas o en los vídeos.

Las clases magistrales dictadas por el docente comprenden:

• la presentación de la teoría: conceptos y métodos
• la solución de problemas, ejemplos académicamente representativos
• la presentación de experimentos didácticos que muestran el fenómeno desarrollado en la teoría
• la solución de problemas seleccionados de las prácticas

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes escritos comprenden:

• la solución de los problemas propuestos en las prácticas propuestas por el docente
• la solución de problemas propuestos por el docente durante el desarrollo del curso
• controles de lecturas periódicos, en función del desempeño del grupo

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes orales comprenden:

• la realización de presentaciones por grupos de temas complementarios designados por el docente
• la realización de prácticas de laboratorio

Se entregará al estudiante el siguiente material:

• diapositivas elaboradas para el desarrollo del curso (clases magistrales)
• diapositivas con los ejercicios propuestos para su resolución por tema avanzado
• copia digitalizada del libro base
• videos, applets, laboratorios virtuales elegidos por el docente, como material complementario

El curso incluye una serie de trabajos de investigación, cuyas instrucciones serán entregadas oportunamente a los estudiantes. Los trabajos de investigación se basan en la búsqueda de recursos adicionales en libros, artículos científicos, teoría revisada, Google Scholar, otros y amplían algunos conceptos fundamentales no tratados en las clases magistrales con una componente de discusión académica a través de trabajos grupales y exposiciones orales.

EVALUACIÓN

La calificación total en esta materia se obtiene a través de un proceso de evaluación continua. La nota final se obtiene mediante 2 notas parciales y una final. La ponderación de cada uno de los parciales es 30% y la nota del parcial final tiene una ponderación de 40%.

Las notas parciales se obtienen, cada una, a partir de un examen escrito de conocimientos básicos teóricos y resolución de ejercicios, de las entregas de trabajos prácticos, informes de laboratorio, trabajos de investigación y controles de lectura periódicos. El examen final escrito se califica sobre la totalidad del contenido de la materia.

NOTA: La presencialidad es obligatoria debido a las actividades experimentales demostrativas, capacitación en instrumentación introductoria y actividades laboratoriales con el uso de equipamiento especializado.

Primera evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorio           (50%)

Primer Examen Parcial                                                       (40%)

 

Segunda evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Segundo Examen Parcial                                                    (40%)

 

Evaluación final

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Examen Final                                                                        (40%)

 

NOTA 2: Se tendrán sesiones (3 por parcial-6hrs.) fuera del horario de clases (sin costo alguno) para el entrenamiento y capacitación en la resolución de ejercicios prácticos, asistencia obligatoria con puntaje.

NOMBRE DE LA MATERIA

Física II – Electricidad y Magnetismo (FI1002)

Créditos: 4

Prerrequisitos: Física I

INFORMACIÓN DEL DOCENTE

Mi nombre es Omar Ormachea Muñoz, Profesor Pleno de la UPB. Desde 2007 Director del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE) y desde el 2009 al 2022 fui Jefe de Carrera de Electrónica y Telecomunicaciones. Empecé mis estudios de pregrado en la UMSA en la carrera de física, ya en el primer semestre obtuve una beca y realicé mis estudios de pregrado, maestría y doctorado en la Universidad Estatal de Bielorrusia (Bielorrusia) en el área de Láseres, Óptica y Optoelectrónica.

A partir de la etapa de estudios de nivel doctoral empecé mi desempeño científico como investigador asociado junior, para luego pasar al puesto de trabajo como investigador asociado hasta el 2006, en el laboratorio de Óptica no-lineal de la cátedra de Física de Láseres y Espectroscopia de la Universidad Estatal de Bielorrusia.

Dentro las líneas de investigación que llevamos a cabo en el CIOE de la UPB, están: la investigación aplicada en el área de electrónica quántica (láseres), la investigación aplicada en el área de óptica y fotónica, y por último la investigación aplicada en el área de energía solar, las mencionadas actividades se realizan con la participación de estudiantes de diferentes carreras en los laboratorios de investigación de Óptica & Fotónica y Energías Alternativas, en ese sentido se tiene permanentemente abiertas oportunidades de trabajar con estudiantes de todos los niveles básicos, intermedios y que estén finalizando sus estudios de pregrado, tanto en iniciativas o propuestas individuales, o en proyectos de investigación que estoy llevando a cabo actualmente.

Además de mis actividades concernientes al área académica y de investigación, tengo como hobby el karaoke y el basquetbol, también me gusta ver buenas películas.

ATENCIÓN A LOS ESTUDIANTES

Disponibilidad de atención a los estudiantes

• De lunes a viernes, en la oficina de la dirección del Centro de Investigaciones Ópticas y Energías o, mediante WhatsApp vía chat, también por llamadas telefónicas directas a mi celular.
• Correo electrónico: oormachea@upb.edu, Teléfono oficina: 4268287 (int. 504)

Las consultas generales pueden hacerlas de lunes a viernes en horarios laborales, me encuentro permanentemente en el Campus UPB, Cochabamba, salvo alguna reunión o viaje que sucede muy raramente, intento dar pronta respuesta a consultas por los medios antes mencionados. Les aliento a que interactuemos lo más que se pueda, tanto con preguntas sobre conceptos poco claros, ejercicios, o proyectos, como cualquier otra curiosidad que tengan sobre temas de la materia. Puedo atenderlos en horarios fuera de los laborales, sin embargo, es preferible hacerlo en condiciones normales de trabajo.

PRESENTACIÓN DE LA MATERIA

En algún momento se pusieron a pensar cómo es que funcionan los televisores, como llegan las señales a un TV de un estudio periodístico, cuando usamos el control remoto para cambiar de canales, cuando manejamos un automóvil escuchamos radio FM por ejemplo, cuando chateamos por WhatsApp o vemos películas por YouTube en el teléfono inteligente, todo esto parece magia pues no vemos ni sentimos nada físico en esas operaciones. Las ondas electromagnéticas son producidas por la materia; átomos, moléculas e incluso por electrones libres, a pesar de que no podemos ver estas ínfimas partículas materiales, su existencia está demostrada por diferentes métodos experimentales.

La asignatura de Física II, estudia la rama de la física que se ocupa de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Las leyes de la electricidad y del magnetismo desempeñan un papel muy importante en el funcionamiento de dispositivos como reproductores de MP3, celulares, televisores, motores eléctricos, computadoras, aceleradores de alta energía 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 su origen, eléctricas. Los conceptos estudiados en este curso forman la base teórica que debe poseer todo estudiante de una carrera de Ingeniería, para poder entender y describir prácticamente todos los fenómenos físicos involucrados en las distintas áreas de la Ingeniería.

El curso en mención tiene un fuerte componente experimental tanto demostrativo como laboratorial, para acentuar y comprender los fenómenos físicos, que no pueden ser asimilados de otra manera que no sea a través de una práctica experimental. Durante el curso se realizarán experiencias demostrativas experimentales que consolidaran los conceptos teòricos, también se realizarán laboratorios formales mínimamente uno por Unidad de Aprendizaje, se diseñaron diferentes experimentos que el estudiante realizará prácticamente de manera individual, adicionalmente se tendrá una primera capacitación experimental de instrumentación de diferentes dispositivos de medición como son los multímetros, gaussimetros, amperímetros, entre otros. En ese sentido la asignatura en mención es una materia que requiere de presencialidad obligatoria para el desarrollo de las competencias mencionadas.

La materia en mención es un curso clásico que se encuentra en la mayoría de las mallas curriculares en áreas ingenieriles, este curso es fundamental para comprender y asimilar material que se verá de manera aplicada en cursos como Circuitos I y Circuitos II, todas las ramas de Electrónica y donde se tenga la componente de señales eléctricas. Es un curso apasionante donde los estudiantes desarrollarán competencias importantes respecto a las expectativas que tengo como profesor y a los logros que ellos alcanzarán.

CÓDIGO DE CONDUCTA. PRINCIPIOS Y NORMAS

Aquí se describen el código de conducta, principios y normas básicas de nuestra institución académica:

• La ASISTENCIA es obligatoria en todas las clases, así como la participación en todas las actividades programadas en la plataforma virtual cuando se programe ésta. Los casos de ausencia a clase o inasistencia a exámenes se rigen por lo dispuesto en el Reglamento Estudiantil: sólo se permite el equivalente de una Falta de Asistencia por crédito académico. La postergación de exámenes requiere autorización previa tramitada ante la Decanatura de Admisiones y Asuntos Estudiantiles y el previo pago extraordinario de tasas.
• Para favorecer la PUNTUALIDAD, la hora oficial por la que se rige la Universidad se encuentra en la página web institucional www.upb.edu La materia se inicia a la hora programada. No existe tiempo de tolerancia para ingresar con retraso. Las horas de cierre de actividades en la plataforma virtual son inamovibles.
• Se considera una FALTA DE ASISTENCIA tanto a la inasistencia como al hecho de que un estudiante ingrese tarde a la clase por permiso extraordinario del profesor o la abandone antes de que concluya.
• La DISCIPLINA en clase es condición para un aprendizaje efectivo, es por ello que el uso de teléfonos celulares en aula y la visita a sitios de internet no académicos desde el computador o tableta están prohibidos y reciben la sanción de expulsión del aula y Falta de Asistencia, salvo que el docente establezca para cada oportunidad las condiciones en las que los estudiantes pueden utilizar las tecnologías de información y comunicación.
• En base a la promoción de la HONESTIDAD y la JUSTICIA en las evaluaciones, el fraude académico y el plagio en exámenes, trabajos, prácticas u otra actividad curricular es sancionado con la reprobación de la materia, además de la pérdida del derecho a ingresar al cuadro de honor y a la graduación con mención. La reincidencia causa el inicio de un proceso disciplinario universitario que puede concluir con la suspensión o expulsión de la Universidad.
• La LIBERTAD DE PENSAMIENTO, el RESPETO a la dignidad humana, las formas correctas de relacionamiento interpersonal y la NO DISCRIMINACIÓN son valores promovidos y aplicados en todas las actividades.

Compromiso del docente

Como docente tengo el firme compromiso de tener un trato equitativo con todos los estudiantes que formen el grupo, de atender sus solicitudes y de dar el mejor trato posible, cumplir estrictamente con los horarios de clases, ser puntual tanto en el inicio de clases como en su finalización para que nadie salga perjudicado. Me comprometo a realizar las evaluaciones de los diferentes trabajos, exámenes, prácticas, cuestionarios, etc., que se desarrollaran en la materia de manera no parcializada e igualitaria sin tener preferencia alguna. Proporcionaré, de manera oral u escrita, y de la manera más clara que me sea posible, las instrucciones para la realización de trabajos prácticos, ejercicios y laboratorios, así mismo con el suficiente tiempo para que los estudiantes tengan un suficiente margen de asimilación de las tareas asignadas.

COMPETENCIAS DE SALIDA

Las competencias son propias del perfil profesional del graduado: son saberes complejos que integran conocimientos, habilidades y actitudes.

En esta materia, desarrollaremos las siguientes competencias:

Competencias básicas

• Competencia matemática - Análisis
• Competencia digital - Comprensión

Competencias específicas

• Desarrollar y asimilar el fenómeno de electrostática y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets y la resolución de ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar los conceptos de magnetismo: Fuentes de campo magnético, inducción magnética, ecuaciones de Maxwell para su comprensión y asimilación a través del uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Desarrollar conceptos principales de la Circuitos en corriente contínua: Capacitores, resistencias, concepto de la fem, empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets y resolviendo ejercicios prácticos - Aplicación
• Aplicar herramientas matemáticas para la solución de ejercicios y problemas propuestos - Aplicación
• Desarrollar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo a través de experimentación en laboratorio - Aplicación

Competencias transversales

• Aprendizaje permanente y autónomo - Aplicación
• Creatividad e innovación - Comprensión
• Pensamiento crítico y razonamiento científico - Aplicación

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE DE LA MATERIA

Objetivo General

Presentar aspectos teóricos y prácticos que permitan entender y asimilar los conceptos fundamentales de electricidad y magnetismo, poniendo énfasis no solo en la comprensión conceptual de los fenómenos y en la solución de problemas mediante cálculo analítico y cuantitativo, sino también en un fuerte y sólido componente experimental tanto demostrativo como laboratorial.

Objetivos Específicos

• Comprender el origen de las fuerzas eléctricas
• Conocer el concepto de capacitancia y las propiedades de un material dieléctrico
• Analizar circuitos eléctricos 
• Comprender el origen del campo magnético
• Estudiar y asimilar el fenómeno de la fuerza de Lorentz
• Calcular campos magnéticos por las leyes de Biot-Savart y Ampere
• Introducir los conceptos principales de las Ecuaciones de Maxwell

 

PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES Y SESIONES DE APRENDIZAJE, CON DETALLE DE LOS RECURSOS Y LAS ACTIVIDADES OBLIGATORIAS

 

UNIDAD 1 Carga Eléctrica y Campo Eléctrico, Ley de Gauss, Potencial Eléctrico Objetivo: Que los estudiantes desarrollen y asimilen los conceptos de electrostática, la ley de Gauss de la electricidad, el potencial eléctrico y su descripción matemática a través del uso de recursos bibliográficos base, presentación de videos educativos, applets, laboratorios virtuales  y laboratorios con herramientas interactivas experimentales  y la resolución de ejercicios prácticos.	SESIÓN 1 Introducción. Objetivo: Que los estudiantes comprendan la pertinencia de la materia para su carrera profesional, descripción de las actividades a realizar en el curso y los contenidos, entrega del material teórico-digital (Bibliografía digitalizada, lecciones preparadas por el docente en formato ppt de toda la materia, videos educativos), introducción de la materia. Contenido: Presentación de la materia Material de estudio: 1) Sílabo 2) Demostración experimental conceptos iniciales (Laboratorio de Física) Antes de la clase: 1) Leer Sílabo, 2) Revisar plataforma Moodle Después de la clase: Ninguna. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las partes principales que componen la materia, 2) Explicar las características de las cargas electrostáticas.
	SESIÓN 2, 3 y 4 Carga eléctrica, Cargas inducidas, Ley de Coulomb, Campo eléctrico, Fuerzas eléctricas. Contenido: Conceptos iniciales, características de las cargas positivas y negativas, Descripción de la Ley de Coulomb, Interpretación del Campo eléctrico y definición de las fuerzas eléctricas , Demostraciones teóricas y matemáticas, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de las cargas eléctricas, 2) Explicar la Ley de Coulomb y entender su significado, 3) Demostrar la relación de la carga con el campo eléctrico y la fuerza eléctrica.
	SESIÓN 5 Laboratorio virtual del campo eléctrico, Ley de Coulomb  (Lab. simulaciones, Lab con herramientas  interactivas). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 6 y 7 Carga y flujo eléctrico. Cálculo del flujo eléctrico. Ley de Gauss. Líneas de Campo Eléctrico. Contenido: El flujo eléctrico y sus características, Definición de de la ley de Gauss, Descripción de las líneas de campo eléctrico, Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características de la carga y el flujo eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el flujo eléctrico, 3) Describir la definición de la ley de Gauss, 4) Explicar las características de las líneas de campo eléctrico.
	SESIÓN 8 Laboratorio de la Ley de Gauss (Lab. simulaciones). Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 9 Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico Contenido: Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculo del potencial eléctrico: Potencial debido a una carga puntual, potencial para una distribución discreta de cargas. Cálculo del campo eléctrico a partir de un potencial eléctrico. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos, 3) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar las características del potencial eléctrico, 2) Entender cómo se calcula el potencial eléctrico, 3) Describir cómo se calcula el campo eléctrico a través del potencial.
	SESIÓN 10 La ley de Coulomb y principios de inteligencia artificial (IA) Contenido: Exposiciones grupales por parte de los estudiantes referente a la utilización de la inteligencia artificial aplicada al electromagnetismo . Material de estudio:1) Búsqueda de material teórico en la web y libro básico. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Preparar material en formato ppt Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar el uso de la IA en áreas de ciencias básicas.
	SESIÓN 11 Primer Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario. Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 2 Capacitancia Eléctrica, Ley de Ohm, Circuitos DC, Campo y Fuerza Magnética Objetivo: Que el estudiante aprenda las propiedades principales de circuitos eléctricos  en DC, la ley de ohm y campos magnéticos empleando la lectura del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN 12, 13 y 14 Capacitores y dieléctricos. Energía y conexiones de los capacitores Contenido: Capacitancia de un conductor aislado. Capacidad de un capacitor. Capacidad equivalente de capacitores en serie y paralelo. Energía eléctrica almacenada en un capacitor. Dieléctricos. Control de lectura. Material de estudio:1) Lectura del libro base, 2) Vídeos. Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir  las características principales de los capacitores, 2) Entender cómo se almacena la energía en estos dispositivos y cómo se calcula, 3) Comprender cómo se conectan los capacitores (serie y paralelo).
	SESIÓN 15 Laboratorio de Capacitores. Contenido: Montaje de capacitores de placas paralelas, capacitores comerciales.. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio, 2) Lectura tutorial. Antes de la clase: 1) Analizar la información.. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 16 y 17 Circuitos en DC. Ley de Ohm. Reglas de Kirchhoff Contenido: Corriente eléctrica, resistencia y caídas de potencial. Ley de Ohm. Potencia eléctrica disipada en una resistencia. Fuerza electromotriz. Reglas de Kirchhoff. Combinación de resistencias. Circuitos de Corriente Continua. Circuitos RC. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeo Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de la resistividad y la ley de Ohm, 2) Describir la fuerza electromotriz, 3) Comprender cómo se conectan las resistencias (serie y paralelo).
	SESIÓN 18 Laboratorio de Resistencias y las leyes de Kirchhoff. Contenido: Montaje de resistencias en serie y paralelo, Reglas de Kirchhoff. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 19 y 20 Campo y fuerza magnética. Contenido: Campo magnético. Flujo magnético. Fuerza sobre una carga en movimiento. Fuerza sobre una corriente. Fuerza de Lorentz. Dipolo Magnético. Torque sobre una espira de corriente. Aplicaciones. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Comprender las características de los campos magnéticos, 2) Describir la fuerza de Lorentz, 3) Comprender cómo funcionan los motores eléctricos.
	SESIÓN 21 Laboratorio del motor eléctrico. Contenido: Montaje de un motor eléctrico simple en corriente DC. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 22 Segundo Examen Parcial Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material.
UNIDAD 3 Fuentes de Campo Magnético, Ley de Inducción de Faraday, Las Ecuaciones de Maxwell, Inductancia, Circuitos en AC Objetivo: Que el estudiante comprenda conceptos principales de las fuentes de campo magnético, la ley de inducción de Faraday, las Ec. de Maxwell y los circuitos en AC empleando el uso del texto base presentación de videos educativos, applets, laboratorios experimentales y resolviendo ejercicios prácticos.	SESIÓN  23 y 24 Fuentes de campo magnético. Contenido: Ley de Biot–Savart. Ley de Ampere. Representación de líneas de campo magnético para Conductores rector, Espiras circulares, Solenoides. Fuerza entre conductores paralelos. Campo Magnético en la materia: Imanes. Magnetización. Inducción magnética e Intensidad del Campo Magnético. Paramagnetismo, Diamagnetismo y Ferromagnetismo. Histéresis magnética. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Describir las características de la ley de Biot-Savart, 2) Demostrar y entender la fuerza entre conductores paralelos, 3) Explicar la inducción magnética.
	SESIÓN 25 Laboratorio de inducción magnética. Contenido: Montaje experimental de circuitos y bobinas, medición de la constante de permitividad magnética, experimentación con imanes, inducción magnética y medidas. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 26, 27 y 28 Ley de Faraday e inductancia. Contenido: Flujo Magnético variable. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Autoinducción e Inductancia. Corriente de desplazamiento y las ecuaciones de Maxwell, Circuitos RL. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar la ley de inducción de Faraday y la ley de Lenz, 2) Describir las Ecuaciones de Maxwell, 3) Entender la inductancia.
	SESIÓN 29 y 30 Circuitos de corriente alterna. Contenido: Voltajes AC. Corrientes AC en resistencias, capacitores e inductores. Corriente AC en un circuito LRC en serie. Potencia en un circuito AC. El transformador. Material adicional al sílabo definido por el profesor, presentación individual del trabajo definido. Control de lectura. Material de estudio: 1) Lectura del libro base, 2) Vídeos Antes de la clase: 1) Analizar la información, 2) Ver vídeos Después de la clase: Resolver los ejercicios. Resultados de aprendizaje: 1) Explicar los circuitos en corriente alterna, 2) Describir el funcionamiento del transformador
	SESIÓN 31 Laboratorio de transformadores. Contenido: Montaje experimental de transformadores en AC con diferentes números de vueltas en el primario y secundario. Material de estudio: 1) Lectura de la guía de laboratorio. Antes de la clase: 1) Analizar la información. Después de la clase: Elaborar informe por grupos.
	SESIÓN 32 Examen Final y Proyecto final Cuestionario en: Exámen escrito / Google Cuestionario Proyecto: El transformador, entrega en la plataforma Moodle, exposiciones grabadas en videos del desarrollo experimental Antes de la clase: 1) Revisar y estudiar todo el material correspondiente a toda la materia.

 

METODOLOGÍA

La metodología del curso se basa en clases magistrales, trabajos prácticos orales y escritos. Para alcanzar los objetivos y resultados planificados en esta materia, se han preparado vídeos y lecturas que los estudiantes deben realizar antes de cada clase, como también demostraciones experimentales y actividades de laboratorio en cada unidad de aprendizaje. Los laboratorios experimentales son una parte fundamental en las materias de áreas ingenieriles, ya que un laboratorio bien diseñado: es una valiosa herramienta que contribuye a reforzar el aprendizaje y en el que los estudiantes pueden lograr una mayor comprensión imposible de lograr por otros medios.

En cada clase (sesión), se realizarán actividades relacionadas a la teoría expuesta en las lecturas sugeridas o en los vídeos.

Las clases magistrales dictadas por el docente comprenden:

• la presentación de la teoría: conceptos y métodos
• la solución de problemas, ejemplos académicamente representativos
• la presentación de experimentos didácticos que muestran el fenómeno desarrollado en la teoría
• la solución de problemas seleccionados de las prácticas

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes escritos comprenden:

• la solución de los problemas propuestos en las prácticas propuestas por el docente
• la solución de problemas propuestos por el docente durante el desarrollo del curso
• controles de lecturas periódicos, en función del desempeño del grupo

Los trabajos prácticos realizados por los estudiantes orales comprenden:

• la realización de presentaciones por grupos de temas complementarios designados por el docente
• la realización de prácticas de laboratorio

Se entregará al estudiante el siguiente material:

• diapositivas elaboradas para el desarrollo del curso (clases magistrales)
• diapositivas con los ejercicios propuestos para su resolución por tema avanzado
• copia digitalizada del libro base
• videos, applets, laboratorios virtuales elegidos por el docente, como material complementario

El curso incluye una serie de trabajos de investigación, cuyas instrucciones serán entregadas oportunamente a los estudiantes. Los trabajos de investigación se basan en la búsqueda de recursos adicionales en libros, artículos científicos, teoría revisada, Google Scholar, otros y amplían algunos conceptos fundamentales no tratados en las clases magistrales con una componente de discusión académica a través de trabajos grupales y exposiciones orales.

EVALUACIÓN

La calificación total en esta materia se obtiene a través de un proceso de evaluación continua. La nota final se obtiene mediante 2 notas parciales y una final. La ponderación de cada uno de los parciales es 30% y la nota del parcial final tiene una ponderación de 40%.

Las notas parciales se obtienen, cada una, a partir de un examen escrito de conocimientos básicos teóricos y resolución de ejercicios, de las entregas de trabajos prácticos, informes de laboratorio, trabajos de investigación y controles de lectura periódicos. El examen final escrito se califica sobre la totalidad del contenido de la materia.

NOTA: La presencialidad es obligatoria debido a las actividades experimentales demostrativas, capacitación en instrumentación introductoria y actividades laboratoriales con el uso de equipamiento especializado.

Primera evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorio           (50%)

Primer Examen Parcial                                                       (40%)

 

Segunda evaluación parcial

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Segundo Examen Parcial                                                    (40%)

 

Evaluación final

Actividades y ponderación de cada una de ellas en la calificación (Sobre 100 puntos)

Controles de Lectura                                                           (10%)

Prácticas, trabajos de investigación, laboratorios         (50%)

Examen Final                                                                        (40%)

 

NOTA 2: Se tendrán sesiones (3 por parcial-6hrs.) fuera del horario de clases (sin costo alguno) para el entrenamiento y capacitación en la resolución de ejercicios prácticos, asistencia obligatoria con puntaje.

 

Fecha examen parcial 1: 29/09/22
Fecha examen parcial 2: 17/10/22
Fecha examen parcial Final: 03/11/22

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

VIII.     FUENTES DE INFORMACIÓN

	Existe en Biblioteca UPB	Entrega Físico	Entrega en Plataforma Virtual
FISICA UNIVERSITARIA VOLUMEN 1, SEARS FRANCIS,

	Existe en Biblioteca UPB	Entrega Fisico	Entrega en Plataforma Virtual
Fundamentos de F¿sica, Wiley & Sons Inc, New York. Halliday D., Resnik R., Walker J.