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1 ELM--CV REV00 ACADEMIA DE CIENCIAS BÁSICAS ELECTRICIDAD Y MMAGNETISMO Direc Lic. Em Secret Dr. Fe Subse Mtro. Coord Dr. Gu Coord ctorio milio Chuayf tario de Edu ernando Ser ecretario de Héctor Arre inador Gene ustavo Flore inador de U ffet Chemor ucación rano Migalló Educación ola Soria eral de Univ es Fernánde Universidade r ón Superior versidades T ez es Politécnic Tecnológica cas. s y Politécnicas Pagina Partic M. E. T M en Prime DR © Núme Méxic ISBN-- a Legal. ipantes Tomás Artu I. Juan José ra Edición: 2 2013 Coord ero de regist o, D.F. ---------------- ro Avalos de Gómez Ros 2013 dinación de tro: e la Cruz – U sales - Unive Universidad Universidad ersidad Polit des Politécn Politécnica técnica de J nicas. a del Golfo d Jalisco de México 1 ÍÍNDICE Introducción..................................................................................... 2 Ficha técnica................................................................................... 3 Programa de Estudios …………………………….................................. 6 Desarrollo prácticas........................................................................ 8 Instrumentos de evaluación………………………………………………….. 10 Instrumentos de evaluación diagnóstica……………………………….. 11 Instrumentos de evaluación sumativa………………………………….. 12 Glosario……………………………………………………………………………….. 19 Bibliografía...................................................................................... 21 2 IINTRODUCCIÓN Los planes de estudio de muchas disciplinas profesionales, entre ellas las ingenierías, contemplan una sólida formación en el área de física ya que su estudio permite el desarrollo de destrezas, habilidades y competencias necesarias en el ejercicio profesional, tales como la capacidad de análisis, el aprender a identificar y solucionar en forma autónoma, problemas de orden práctico, procedimentales o teóricos, y aplicar en cualquier circunstancia un criterio científico en la toma de decisiones. Desde tiempos inmemoriales el hombre se dio cuenta de que después de frotar con un paño un tipo de resina llamado ámbar, ésta adquiría la capacidad de atraer objetos ligeros. En griego, ámbar se dice elktron, y de esta palabra se deriva electricidad. Estas líneas del libro de Eliezer Braun anuncian uno de los hallazgos científicos más importantes por sus repercusiones para el desarrollo de la civilización moderna. El magnetismo es un fenómeno mediante el cual los materiales ejercen fuerzas atractivas o repulsivas sobre otros materiales, aunque se tiene mención de él, desde tiempos remotos la explicación y comprensión de sus mecanismos y principios básicos es compleja. Hoy en día gran parte de los recursos tecnológicos, que el ser humano tiene en su vida cotidiana, operan en base a las leyes de la electricidad y del magnetismo, ahí radica la importancia de la asignatura para los estudiantes de Ingeniería. Las leyes de la electricidad y el magnetismo desempeñan un papel importante en la operación de dispositivos como radios, generadores eléctricos, motores eléctricos, dispositivos de protección, computadoras y otros aparatos eléctricos y electrónicos. Los fenómenos electromagnéticos se describen en términos de los campos eléctrico y magnético. Por el hecho de existir carga eléctrica tendremos campo eléctrico. Si dichas cargas están en movimiento, tendremos además, campo magnético. Si adicionalmente el movimiento de las cargas es acelerado, existirá la radiación de campos electromagnéticos que se propagarán en forma ondulatoria. El estudio de la electricidad y el magnetismo permitirá al estudiante adquirir conocimientos y herramientas con las que un ingeniero se enfrenta en su actividad profesional, dado que tendrá contacto, con múltiples equipos, técnicas de análisis e instrumentos basados en principios físicos relacionados con ellos. 3 FFICHA TÉCNICA NNOMBRE DE LA ASIGNATURA Nombre: Electricidad y Magnetismo Clave: ELM-CV Justificación: Esta asignatura es importante para la comprensión de los fenómenos eléctricos y magnéticos presentes en la naturaleza, además funciona como base para asignaturas relacionadas con la ingeniería. Objetivo: El alumno será capaz de los resolver problemas relacionados con la electrostática, corriente eléctrica y campo magnético utilizando las herramientas proporcionadas por la física para comprender los fenómenos electromagnéticos. Conocimientos previos: Algebra, Geometría Analítica Capacidades asociadas 1. Utilizar el lenguaje de la matemática para expresarse correctamente. 2. Formular problemas en lenguaje matemático para facilitar su análisis y solución 3. Utilizar modelos matemáticos para la descripción de situaciones reales. 4. Utilizar las herramientas computacionales de cálculo numérico y simbólico en el planteamiento y resolución de problemas. 5. Aplicar el razonamiento lógico deductivo para la solución de problemas 6. Trabajar con datos experimentales para contribuir a su análisis. 7. Aplicar el conocimiento teórico de la física, química o biología a la realización e interpretación de experimentos. 8. Comprender los conceptos fundamentales y principios de la física, química y biología universitaria. 9. Aplicar conceptos, teorías y principios de la física, química y biología universitaria. 10. Estimar órdenes de magnitud de cantidades mensurables para interpretar fenómenos diversos. 11. Dominar la terminología, nomenclatura, convenciones y unidades utilizadas en física, química o la biología. 12. Dominar las buenas prácticas de laboratorio. 4 Estimación de tiempo (horas) necesario para transmitir el aprendizaje al alumno, por Unidad de Aprendizaje: Unidades de aprendizaje HORAS TEORÍA HORAS PRÁCTICA presencial No presencial presencial No presencial Electrostática 10 2 10 2 Circuitos Eléctricos 5 2 15 2 Campo Magnético 10 2 10 2 Inducción Electromagnética 5 2 10 1 Total 30 8 45 7 Total de horas por cuatrimestre: 5 Total de horas por semana: 90 Créditos: 5/6 5 Bibliografía: BBásica TTitulo:: Física: Conceptos y Aplicaciones Autor: Tippens, Paul E. Edición: 7ma. Editorial Mc Graw Hill - Interamericana Lugar y Año de la Edición: México, 2007 ISBN: 9701062604 CComplementaria TTítulo FISICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Titulo R. A. Serway Editorial o referencia: CENGAGE LEARNING Lugar y año de la edición México, 2009 ISBN o registro: 9789708300636 Edición 7ma. TTitulo: Física General Autor: Robert Resnick Edición: 4ta. Editorial: CECSA Lugar y Año de la Edición: México, 2002 ISBN: 970240326X SSitio web: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ 6 PP re s e n c ia l N O P re s e n c ia l P re s e n c ia l N O P re s e n c ia l A l c o m p le ta r la u n id a d d e a p re n d iz a je , e l a lu m n o s e rá c a p a z d e : * C a lc u la r la f u e rz a y e l c a m p o e lé c tr ic o e n tr e c a rg a s a p li c a n d o l e y d e C o u lo m b . E C 1 : R e s u e lv e c u e s ti o n a ri o d e e je rc ic io s s o b re f u e rz a y c a m p o e lé c tr ic o . D o c u m e n ta l C u e s ti o n a ri o d e e je rc ic io s p rá c tic o s d e f u e rz a y c a m p o e lé c tr ic o . * C o m p re n d e r e l p ri n c ip io d e l a l e y d e G a u s s e i d e n ti fi c a r la s p ri n c ip a le s s u p e rf ic ie s G a u s s ia n a s . E D 1 : E x p o s ic ió n s o b re la l e y d e G a u s s y s u p e rf ic ie s G a u s s ia n a s . C a m p o G u ía d e O b s e rv a c ió n p a ra e x p o s ic ió n d e L e y d e G a u s s * C a lc u la r C a m p o e lé c tr ic o s a p a rt ir d e p o te n c ia l y v ic e v e rs a . E C 2 : R e s u e lv e e je rc ic io s p rá c ti c o s s o b re P o te n c ia l E lé c tr ic o . D o c u m e n ta l C u e s ti o n a ri o d e s o lu c ió n d e e je rc ic io s d e P o te n c ia l E lé c tr ic o . E P 2 : D is e ñ a u n c ir c u it o R C e n la b o ra to ri o o p o r m e d io d e u n s im u la d o r id e n ti fi c a n d o s u s c o m p o n e n te s . D o c u m e n ta l L is ta d e c o te jo p a ra d is e ñ o d e c ir c u it o e n s im u la d o r o la b o ra to ri o A l c o m p le ta r la u n id a d d e a p re n d iz a je , e l a lu m n o s e rá c a p a z d e : * R e c o n o c e r la s c a ra c te rí s ti c a s d e u n c a m p o m a g n é ti c o y c a lc u la r fl u jo s m a g n é ti c o s a t ra v é s d e s u p e rf ic ie s . E C 1 : R e s u e lv e u n c u e s ti o n a ri o d e l c o n c e p to y c a ra c te rí s ti c a s d e u n c a m p o m a g n é ti c o y c a lc u lo d e f lu jo s m a g n é ti c o s . D o c u m e n ta l C u e s ti o n a ri o s o b re c o n c e p to s d e m a g n e ti s m o y e je rc ic io s d e f lu jo m a g n é ti c o * C a lc u la r e l c a m p o m a g n é ti c o y l a f u e rz a s o b re p a rt íc u la s c a rg a d a s e n m o v im ie n to . E P 1 . S o lu c ió n d e e je rc ic io s s o b re f u e rz a d e p a rt íc u la s e n u n c a m p o m a g n é ti c o . D o c u m e n ta l L is ta d e c o te jo p a ra s o lu c ió n d e e je rc ic io s d e f u e rz a e n c a m p o s m a g n é ti c o s A l c o m p le ta r la u n id a d d e a p re n d iz a je , e l a lu m n o s e rá c a p a z d e : * I d e n ti fi c a r la s c a ra c te rí s ti c a s d e u n c a m p o e le c tr o m a g n é ti c o . E C 1 : C u e s ti o n a ri o s o b re c o n c e p to s d e in d u c ta n c ia , fl u jo m a g n é ti c o y f e m in d u c id a . D o c u m e n ta l C u e s ti o n a ri o s o b re c o n c e p to s p a ra id e n ti fi c a r la s c a ra c te rí s ti c a s c a m p o e le c tr o m a g n é ti c o . * C a lc u la r la f u e rz a re s u lt a n te s o b re u n a p a rt íc u la c a rg a d a e lé c tr ic a m e n te i n d u c id a e n u n c a m p o e le c tr o m a g n é ti c o . E P 2 : R e s u e lv e e je rc ic io s d e c á lc u lo s d e F E M . D o c u m e n ta l L is ta d e c o te jo p a ra s o lu c ió n d e e je rc ic io s d e F E M . A l c o m p le ta r la u n id a d d e a p re n d iz a je , e l a lu m n o s e rá c a p a z d e : * R e s o lv e r y d is e ñ a r c ir c u it o s d e c o rr ie n te c o n ti n u a u ti li z a n d o l a s le y e s b á s ic a s ( O h m . K ir c h h o ff ). E P 1 : R e s u e lv e e je rc ic io s d e a p li c a c ió n d e l a s l e y e s b á s ic a s p a ra l a r e s o lu c ió n d e c ir c u it o s e lé c tr ic o s e n c o rr ie n te c o n ti n u a y c a lc u la p o te n c ia s , v o lt a je s , c o rr ie n te s o re s is te n c ia s e s p e c íf ic a s . L is ta d e c o te jo p a ra s o lu c ió n d e c ir c u it o s . D o c u m e n ta l M . E . T o m á s A rt u ro A v a lo s d e l a C ru z , M . I. J u a n J o s é G ó m e z R o s a le s X X F o c o A p a g a d o r C la v ij a C a b le C in ta a is la n te V o lt á m e tr o s A p e rm e tr o s d e C A P in z a s c o rt e P in z a s d e p u n ta D e s a rm a d o re s p la n o s y p h il li p s . X C o n fe re n c ia - E x p o s ic ió n R e s o lv e r S it u a c io n e s P ro b le m á ti c a s E s tr a te g ia d e a p e rt u ra A c ti v id a d f o c a l in tr o d u c to ri a D is c u s ió n d ir ig id a E s tr a te g ia d e d e s a rr o ll o A n a lo g ía s O b te n c ió n m e d ia n te p is ta s P re g u n ta s S e ñ a li z a c ió n R e fo rm u la c ió n C o n fi rm a c ió n E s tr a te g ia d e c ie rr e R e s u m e n P a n e l M e s a R e d o n d a E x p o s ic ió n L lu v ia d e I d e a s R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s C u a d ro s in ó p ti c o C o n fe re n c ia - E x p o s ic ió n L lu v ia d e I d e a s D is c u s ió n d ir ig id a S o lu c ió n d e s it u a c io n e s P ro b le m á ti c a s E s tr a te g ia d e a p e rt u ra A c ti v id a d f o c a l in tr o d u c to ri a D is c u s ió n g u ia d a E s tr a te g ia d e d e s a rr o ll o A n a lo g ía s O b te n c ió n m e d ia n te p is ta s P re g u n ta s S e ñ a li z a c ió n R e fo rm u la c ió n C o n fi rm a c ió n E s tr a te g ia d e C ie rr e R e s u m e n C u a d ro s in ó p ti c o E x p o s ic ió n L lu v ia d e i d e a s R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s C u a d ro s in ó p ti c o T a ll e r y p rá c ti c a M e d ia n te l a a c c ió n E x p e ri e n c ia e s tr u c tu ra d a M a te ri a l im p re s o A n o ta c io n e s P in ta rr o n M a rc a d o re s p a ra p in ta rr ó n C a lc u la d o ra F o rm u la ri o . P C C a ñ ó n R e p ro d u c to r d e V id e o M a te ri a l im p re s o A n o ta c io n e s P in ta rr o n M a rc a d o re s p a ra P in ta rr ó n C a lc u la d o ra F o rm u la ri o V id e o s d e m o s tr a ti v o s N / A N / A N / A N / A N / A E la b o ra r c ir c u it o s re s is ti v o s p a ra r e a li z a r m e d ic io n e s d e te n s io n e s y c o rr ie n te s e n s e ri e y p a ra le lo . C o n fe re n c ia - E x p o s ic ió n R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s L lu v ia d e i d e a s E s tr a te g ia d e a p e rt u ra A c ti v id a d f o c a l in tr o d u c to ri a E s tr a te g ia d e d e s a rr o ll o A n a lo g ía s O b te n c ió n m e d ia n te p is ta s P re g u n ta s E s tr a te g ia d e c ie rr e R e s u m e n C u a d ro s in ó p ti c o 2 1 0 D is e ñ o y e la b o ra c ió n d e c ir c u it o s R C ( 3 H rs ) P C C a ñ ó n R e p ro du c to r d e V id e o . 1 5 2 N / A M a te ri a l im p re s o A n o ta c io n e s P in ta rr o n M a rc a d o re s p a ra p in ta rr ó n M a te ri a l a u d io v is u a l P C C a ñ ó n R e p ro d u c to r d e V id e o E x p o s ic ió n R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s E la b o ra r c u a d ro s in ó p ti c o X N / A N / A N / A C o n fe re n c ia - E x p o s ic ió n L lu v ia d e I d e a s R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s E s tr a te g ia d e a p e rt u ra A c ti v id a d f o c a l in tr o d u c to ri a E s tr a te g ia d e d e s a rr o ll o A n a lo g ía s O b te n c ió n m e d ia n te p is ta s P re g u n ta s E s tr a te g ia d e c ie rr e R e s u m e n C u a d ro s in ó p ti c o 2 1 0 2 N / A M A T E R IA L E S R E Q U E R ID O S E Q U IP O S R E Q U E R ID O S T O T A L D E H O R A S T É C N IC A IN S T R U M E N T O R E S U L T A D O S D E A P R E N D IZ A J E E V ID E N C IA S T E C N IC A S S U G E R ID A S P R O Y E C T O T E Ó R IC A P R Á C T IC A O T R O E V A L U A C IO N 2 E S P A C IO E D U C A T IV O M O V IL ID A D F O R M A T IV A R E S P O N S A B L E S 9 0 E l a lu m n o s e rá c a p a z d e l o s r e s o lv e r p ro b le m a s r e la c io n a d o s c o n l a e le c tr o s tá ti c a , c o rr ie n te e lé c tr ic a y c a m p o m a g n é ti c o u ti li z a n d o l a s h e rr a m ie n ta s p ro p o rc io n a d a s p o r la f ís ic a p a ra c o m p re n d e r lo s f e n ó m e n o s e le c tr o m a g n é ti c o s . X N / A M e s a r e d o n d a E x p o s ic ió n L lu v ia d e i d e a s R e s o lv e r s it u a c io n e s p ro b le m á ti c a s C u a d ro s in ó p ti c o x N / A F E C H A D E E M IS IÓ N : M a rz o d e 2 0 1 0 U N IV E R S ID A D E S P A R T IC IP A N T E S : U n iv e rs id a d P o li té c n ic a d e l G o lf o d e M é x ic o , U n iv e rs id a d P o li té c n ic a d e l a Z o n a M e tr o p o li ta n a d e G u a d a la ja ra . C O N T E N ID O S P A R A L A F O R M A C IÓ N E S T R A T E G IA D E A P R E N D IZ A J E O B S E R V A C IÓ N U N ID A D E S D E A P R E N D IZ A J E P A R A L A E N S E Ñ A N Z A (P R O F E S O R ) P A R A E L A P R E N D IZ A J E (A L U M N O ) A U L A L A B O R A T O R IO P R Á C T IC A P R O G R A M A D E E S T U D IO D A T O S G E N E R A L E S N O M B R E D E L G R U P O R E S P O N S A B L E : A c a d e m ia d e C ie n c ia s B á s ic a s N O M B R E D E L A A S IG N A T U R A : C L A V E D E L A A S IG N A T U R A : E le c tr ic id a d y M a g n e ti s m o 1 E le c tr o s tá ti c a C ir c u it o s E lé c tr ic o s C a m p o M a g n é ti c o In d u c c ió n E le c tr o m a g n é ti c a 1 0 2 2 1 0 5 1 0 5 O B J E T IV O D E L A A S IG N A T U R A : E L M -C V -0 0 T O T A L H R S . D E L C U A T R IM E S T R EE : 7 8 Nombre de la asignatura: Electricidad y Magnetismo Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Electrostática Nombre de la Actividad de aprendizaje Interacción entre cargas Número : 1 Duración (horas) : 2 Resultado de aprendizaje: Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de: Calcular la fuerza y el campo eléctrico entre cargas aplicando ley de Coulomb. Justificación Es importante que el estudiante compruebe la teoría sobre el comportamiento de las cargas de igual y diferente signo para una mayor comprensión de los conceptos de fuerza y campo eléctrico. Desarrollo: I. Extienda el paño de lana sobre su mesa de trabajo, y coloque el disco sobre él (figura 1) II. Tome el paño por la orilla, levántelo de la mesa y hágalo girar de modo que su cara superior quede debajo III. Observe qué ocurre con el disco IV. Extienda nuevamente el paño y frote una de las caras del disco sobre su superficie ejerciendo alguna presión, durante 10 o 15 segundos (figura 2) V. Deje posado el disco en el centro del paño, sujete éste por la orilla y vuélvalo para que su cara superior quede debajo VI. Observe ahora qué sucede con el disco VII. Compare los resultados de ambas experiencias VIII. Levante el aparato sosteniéndolo por la barra IX. Observe cómo se disponen los discos X. Extienda el aparato sobre la mesa XI. Separe los discos, y póngalos sobre la mesa de modo que queden hacia arriba las caras que estaban en contacto (figura 3) XII. Frote ambos discos con el paño XIII. Vuelva a poner los discos en contacto, como estaban antes de separarlos XIV. Levante el aparato, tomándolo por la barra XV. Observe cómo se disponen los discos DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 9 Nombre de la asignatura: Electricidad y Magnetismo Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Circuitos Eléctricos Nombre de la Actividad de aprendizaje Relación entre Tensión y Corriente Número : 2 Duración (horas) : 2 Resultado de aprendizaje: Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de: Resolver y diseñar circuitos de corriente continua utilizando las leyes básicas (Ohm. Kirchhoff). Justificación La integración de un circuito eléctrico sencillo permitirá que el alumno comprenda la relación existente entre corriente, voltaje y resistencia. Desarrollo: I. Con la fuente de alimentación apagada, arme el siguiente circuito: salida (+) de la fuente - cable largo - nuez1 - milímetro (+) - milímetro (-) - nuez2 - cable corto - resistencia - cable corto - nuez 3 - cable largo - salida (-) de la fuente II. Coloque la llave selectora del milímetro en la posición DCA 200mA III. Encienda la fuente, alimentando el rectificador de la fuente con las siguientes tensiones de alterna: 2, 4, 6, 8, 10 y 12V anotando en una copia de la tabla de abajo los valores de corriente medidos en cada caso IV. Apague la fuente V. Convierta el circuito en lo siguiente: salida (+) de la fuente - cable largo - nuez2 - cable corto - resistencia - cable corto - nuez3 - cable largo - salida (-) de la fuente. (Bastará para ello conectar el primer cable largo a la nuez 2, retirando el milímetro) VI. Coloque el cable (+) del milímetro en la nuez2 y el (-) en la nuez3 VII. Coloque la llave selectora del milímetro en la posición DCV 20V VIII. Encienda la fuente, alimentando el rectificador de la fuente con las siguientes tensiones: 2, 4, 6, 8, 10 y 12V anotando en una segunda columna de la tabla los valores de tensión medidos en cada caso IX. Apague la fuente X. Utilice ahora la otra resistencia y repita el procedimiento XI. Confeccione un gráfico con I en las abscisas y V en las ordenadas DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 10 11 EElectricidad y Magnetismo Nombre del Aplicador: __________________________________________________________ Nombre del Participante: ______________________________________________________ Fecha: __/__/____ Grupo:___ Valor Total del Instrumento: 10 Resultado:_______ Objetivo: Este instrumento tiene como finalidad detectar el nivel de conocimientos previos básicos del participantepor lo que su resultado no afecta la calificación final. Instrucciones para el Aplicador: Entregar el instrumento en forma individual, con la parte reversa hacia arriba, dar la indicación de inicio al mismo tiempo para todo el grupo. El participante solo debe mantener en su mesa de trabajo calculadora, lápiz / lapicero y borrador. La aplicación de este instrumento tiene una duración de 120 minutos. Instrucciones para el Participante: Leer detenidamente y responder correctamente las siguientes preguntas. 1. Define los conceptos Escalar Vectorial [[2pt.] 2. Enuncia las leyes de Newton. [[2pt] 3. Un truco de magia muy popular consiste en poner una moneda sobre una carta de la baraja, la cual está colocada sobre un vaso. Con el dedo índice se golpea con brusquedad el borde de la carta, provocando que ésta salga despedida y que la moneda caiga dentro del vaso. De una explicación de éste fenómeno. ¿Qué ley se ejemplifica con el truco? [[2pt] 4. La inercia NO es una fuerza que mantiene las cosas en su lugar o moviéndose. ¿Por qué sabemos esto? [[1pt] Instrucciones para el Participante: Analizar detenidamente el ejercicio planteado y encontrar el resultado solicitado en cada caso: (será necesario utilizar hojas blancas adicionales) 5. La figura siguiente representa un sistema de fuerzas en equilibrio, aa) encuentre la tensión en las cuerdas A y B.[[2pt], bb) Realice el diagrama de cuerpo libre [[1pt] EVALUACION DIAGNÓSTICA 70 N A B 65° 120° 12 UUNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE:: ________________________ DDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN NNombre((s) ddel alumno((s) y/o Equipo:: FFirma del alumno((s):: PProducto: NNombre o tema de la Tarea:: FFecha: AAsignatura:: GGrupo: PPeriodo cuatrimmestral: NNombre del DDocente:: FFirma del DDocente:: IINSTRUCCIONES Revisar las características que se solicitan y califique en la columna “Valor Obtenido” el valor asignado con respecto al “Valor del Reactivo”. En la columna “OBSERVACIONES” haga las indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas. VValor del rreactivo Característica a cumplir (Reactivo) Valor Obtenido OBSERVACIONES 5%% Es entregado puntualmente. Hora y fecha solicitada (indispensable) 5%% Presentación (Portada, etc.), Limpieza del trabajo y Ortografía 40%% Sigue el procedimiento de reducción del circuito 10%% La resistencia equivalente total del circuito es correcta 10% Los voltajes de todas las resistencias se han calculado correctamente 10%% Las corrientes de todas las resistencias se han calculado correctamente 10%% Las potencias de todas las resistencias se han calculado correctamente 10% La potencia total absorbida y entregada es correcta. 100%% CALIFICACIÓN: INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: LISTA DE COTEJO PARA SOLUCION DE CIRCUITOS 13 UUNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE:: ________________________ DDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN NNombre((s) ddel alumno((s) y/o Equipo:: FFirma del alumno((s):: PProducto: NNombre o tema de la Tareaa:: FFecha: AAsignatura:: GGrupo: PPeriodo cuatrimestral: NNombre del DDocente:: FFirma del DDocente:: IINSTRUCCIONES Revisar las características que se solicitan y califique en la columna “Valor Obtenido” el valor asignado con respecto al “Valor del Reactivo”. En la columna “OBSERVACIONES” haga las indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas. VValor del rreactivo Característica a cumplir (Reactivo) Valor Obtenido OBSERVACIONES 5%% Es entregado puntualmente. Hora y fecha solicitada (indispensable) 5%% Presentación (Portada, etc.), Limpieza del trabajo y Ortografía 40%% El circuito es construido correctamente en el simulador 10%% La resistencia equivalente total del circuito es correcta 10% Los voltímetros de todas las resistencias se han colocado correctamente 10%% Las amperímetros de todas las resistencias se han colocado correctamente 10%% Las potencias de todas las resistencias se han calculado correctamente 10% La potencia total absorbida y entregada es correcta. 100%% CALIFICACIÓN: INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: LISTA DE COTEJO SIMULADOR DE CIRCUITOS 14 UUNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE:: ________________________ DDATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN NNombre((s) ddel alumno((s) yy/o Equipo:: FFirma del alumno((s):: PProducto: NNombre o tema de la Tarea:: FFecha: AAsignatura:: GGrupo: PPeriodo cuatrimestral: NNombre del DDocente:: FFirma del DDocente:: IINSTRUCCIONES Revisar las características que se solicitan y califique en la columna “Valor Obtenido” el valor asignado con respecto al “Valor del Reactivo”. En la columna “OBSERVACIONES” haga las indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas. VValor del rreactivo Característica a cumplir (Reactivo) Valor Obtenido OBSERVACIONES 10%% Es entregado puntualmente. Hora y fecha solicitada (indispensable) 10%% Presentación (Portada, etc.), Limpieza del trabajo y Ortografía 30%% Sigue el procedimiento 50%% El resultado es correcto 100%% CALIFICACIÓN: INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: LISTA DE COTEJO FUERZA EN CAMPOS MAGNETICOS, FEM 15 Evidencia de Conocimiento Magnetismo Nombre: ______________________________________________ Fecha: __/__/____ Grupo: __ Instrucciones. Responde correctamente las siguientes preguntas justificando cada respuesta. 1. De los tres vectores en la ecuación , ¿Cuáles pares forman siempre un ángulo recto? ¿Cuáles pueden tener cualquier ángulo entre ellos? Justifique su respuesta [2pt] 2. Imagínese que está sentado en un salón con su espalda contra la pared y que un haz de electrones, que viaja horizontalmente de la pared posterior a la del frente, se desvía a su derecha. ¿Cuál es la dirección del campo magnético uniforme que existe en el salón? Justifique su respuesta [2pt] 3. Un electrón se mueve con una velocidad de -2i + 3j - 7k m/s, a través de un campo magnético uniforme de 48 i - 11k T. Determine la fuerza magnética que actúa sobre la carga. Justifique su respuesta esquemáticamente. [2pt] 4. Una bobina de alambre de 240 mm de diámetro está colocada de modo que su plano hace un ángulo de 30° con un campo magnético de 3.2 T de densidad. Determine cuál es el flujo magnético a través de la bobina. ¿Cómo se puede incrementar el flujo magnético al doble? Justifique su respuesta [2pt] 5. Determine la carga de cada una de las partículas tomando en cuenta los factores presentados: [2pt] IINSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: CUESTIONARIO SOBRE FUERZA Y CAMPO MAGNÉTICO ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ ������������ C) B) A) Dirección de la Corriente 16 Evidencia de Conocimiento Electricidad y Magnetismo Nombre: ____________________________________________ Fecha: __/__/_____ Grupo:___ Instrucciones. I. Instrucciones: Responde correctamente las siguientes preguntas para hacer válido el puntaje indicado. 1. Define el concepto de potencial eléctrico [1pt]. 2. Proponga un ejemplo en el cual el E ≠ 0 en algún punto donde V = 0. [3pt] II. Resuelve correctamente los siguientes ejercicios para hacer válido el puntaje indicado. 3. Calcule el potencial en el punto A que se encuentra a 37 cm de distancia de una carga de - 50mC. ¿Cuál sería la energía potencial si una carga de -13mC estuviera localizada en el punto A? [3pt] 4. El punto A se localiza a 50 mm de una carga de 6μC; el punto B esta a 25 mm de la misma carga. Calcule la diferencia de potencial entre los puntos B y A. ¿Cuánto trabajo debe realizar una fuerza externa si una carga de +5μC se mueve del puntoB al punto A? [3pt] INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: CUESTIONARIO SOBRE POTENCIAL ELÉCTRICO 17 GUIA DE OBSERVACIÓN PARA EXPOSICIONES SOBRE LEY DE GAUSS UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE ________________________ NOMBRE DE LA ASIGNATURA ______________________________________________ NOMBRE DEL PARTICIPANTE (NO. EQUIPO):______________________________________________ INSTRUCCIONES Revisar los documentos o actividades que se solicitan y marque en los apartados “SI” cuando la evidencia a evaluar se cumple; en caso contrario marque “NO”. En la columna “OBSERVACIONES” ocúpela cuando tenga que hacer comentarios referentes a lo observado. Valor del reactivo Característica a cumplir (Reactivo) CUMPLE OBSERVACIONES SI NO 10% Puntualidad para iniciar y concluir la exposición. 10% Esquema de diapositiva. Colores y tamaño de letra apropiada. Sin saturar las diapositivas de texto. 5% Portada: Nombre de la escuela (logotipo), Carrera, Asignatura, Profesor, Alumnos, Matricula, Grupo, Lugar y fecha de entrega. 100% Ortografía (cero errores ortográficos). 10% Exposición. a. Utiliza las diapositivas como apoyo, no lectura total 25% b. Desarrollo del tema fundamentado y con una secuencia estructurada. 5% b. Organización de los integrantes del equipo. 5% c. Expresión no verbal (gestos, miradas y lenguaje corporal). 200% Preparación de la exposición. Dominio del tema. Habla con seguridad. 100.% CALIFICACIÓN: Logotipo de la Universidad 18 Evidencia de Conocimiento I Electricidad y Magnetismo Nombre: ____________________________________________ Fecha: __/__/____ Grupo: ___ Instrucciones. I. Responde correctamente las siguientes preguntas. 1. Explica el comportamiento de la fuerza entre cargas mediante la Ley de Coulomb. [1pt] 2. Define el concepto de campo eléctrico. [1pt] II. Resuelve correctamente los siguientes ejercicios. 3. Tres cargas puntuales, q1= +3μC, q2= -15μC, q3= -9μC, están colocadas en los vértices de un triángulo Isósceles. La base mide 45 mm de longitud y los lados iguales 65mm a) ¿Cuáles son la magnitud y dirección de la fuerza resultante sobre la carga q1? cuando se tienen la siguiente condición. [1pt] b) Calcule el campo eléctrico con las condiciones indicadas en la figura. [2pt] c) Suponga se coloca q4= 4μC en el punto P. ¿Cuál es la fuerza (magnitud y dirección) resultante sobre ésta? [2pt] 4. Se colocan tres cargas q1 = 4μC, q2= -9μC, q3=5μC, en las esquinas de un cuadrado de lado a= 5 cm, como indica la figura a) ¿Cuál es el campo eléctrico ejercido sobre el punto P? [2pt] b) ¿Cuál sería la fuerza sobre una carga q4= -10μC si se colocara en el punto P? [1pt] INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN SUMATIVA: CUESTIONARIO DE EJERCICIOS PRÁCTICOS SOBRE FUERZA Y CAMPO ELÉCTRICO q3 q1 q2 P q3 q2 q1 q1 q3 q2 a) b) c) q1 q3 q2 p P 19 GGLOSARIO Análisis: Acción de dividir una cosa o problema en tantas partes como sea posible, para reconocer la naturaleza de las partes, las relaciones entre éstas y obtener conclusiones objetivas del todo. Aislante: material que no permite que la carga eléctrica fluya fácilmente por él. Por ejemplo: los no metales. Ampere o amperio: símbolo a: denominado así en honor a André-Marie ampere. Unidad de corriente eléctrica del sistema internacional de unidades (si). Definición: el ampere o amperio es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 Newton por metro de longitud. Amperímetro: aparato que permite medir la corriente eléctrica que circula por su interior. El componente principal es un galvanómetro que es un dispositivo capaz de detectar corriente y que incluye una escala de medida o pantalla digital. El amperímetro también contiene varias resistencias que se utilizan para cambiar su escala de medida. Se conecta en serie con el circuito, de forma que pasa la misma corriente por ambos. Anión: ión con carga eléctrica negativa que, en un proceso electrolítico, se dirige al polo positivo (ánodo). Ánodo de una batería: es la placa de mayor potencial eléctrico, está conectada al terminal positivo de la batería. Átomo: cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y se consideró indivisible. Se compone de un núcleo, con protones y neutrones, y de electrones orbitales, en número característico para cada elemento químico. Batería: fuente de fuerza electromotriz, transforma la energía química en energía eléctrica. Aparato capaz de establecer una corriente eléctrica estable en un circuito al mantener una diferencia de potencial aproximadamente constante entre sus terminales. Las magnitudes que la representan son su fuerza electromotriz y su resistencia interna. La fuerza electromotriz caracteriza la energía que la batería proporciona a los portadores de carga, y la resistencia interna es la resistencia propia de la batería. Campo: Es toda región del espacio R a la cual se puede asociar en cada punto (x, y, z) un valor de una magnitud física de naturaleza escalar o vectorial. Campo Eléctrico: El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. 20 CCampo Magnético: El campo magnético es una propiedad del espacio por la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como a una propiedad del campo, llamada inducción magnética. Capacitancia: Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos. Carga eléctrica: Es una propiedad intrínseca que poseen los materiales que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas. Circuito eléctrico: Se denomina así al camino que recorre una corriente eléctrica. Corriente alterna: Es toda corriente caracterizada por un flujo de electrones que fluyen en una dirección, seguidos por un flujo en la dirección opuesta. Corriente continua: Es toda aquella corriente caracterizada porque los electrones siempre fluyen en una sola dirección. Electricidad: Agente fundamental constitutivo de la materia, que se manifiesta como una de las formas de la energía, caracterizada por la acción específica de los electrones Electrodinámica: Rama de la física que estudia los fenómenos y leyes de la electricidad en movimiento Electromagnetismo: Parte de la Física que estudia las acciones mutuas entre los fenómenos eléctricos y los magnéticos. Electrostática: Parte de la física que trata de la electricidad en equilibrio en los cuerpos cargados eléctricamente Energía. Capacidad para realizar un trabajo. En el sistema internacional la unidad es el Joule. Inducción magnética: Poder imantador de un campo magnético Intensidad de la corriente eléctrica: Es la cantidad de electricidad que pasa por segundo por la sección de un conductor. Magnetismo: Conjunto de fenómenos atractivos y repulsivos producidos por los imanes y las corrientes eléctricas. 21 BBIBLIOGRAFIA Titulo:: Física: Conceptos y Aplicaciones Autor: Tippens, Paul E. Edición:: 7ma. Editorial Mc Graw Hill - Interamericana Lugar y Año de la EEdición: México, 2007 ISBN: 9701062604 Título FISICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Titulo R. A. Serway Editorial o referencia: CENGAGE LEARNING Lugar y año de la eedición México, 2009 ISBN o registro: 9789708300636 Edición 7ma. Titulo: Física GeneralAutor: Robert Resnick Edicción 4ta. Editorial: CECSA Lugar y Año de la EEdición México, 2002 ISBN 970240326X P1 MA C BASICAS- ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO- PLAN 2010 Directorio- electrici RestoMA C BASICAS- ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO- PLAN 2010
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