Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales Departamento: Fisica Área: Area I: Basica |
I - Oferta Académica | |||||||||||||||
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II - Equipo Docente | ||||||||||||||||
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III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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IV - Fundamentación |
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En Física, la temática que involucra este curso de Electricidad y Magnetismo, es esencial para la formación del egresado, de la Licenciatura como del Profesorado, en Física.
Si bien se plantea a un nivel básico, se muestra que las Ecuaciones de Maxwell forman la estructura fundamental de esta temática. Este curso constituye la base de los conceptos que los alumnos necesitaran, no solo para su formación, también para el aprendizaje de temas que han de incorporar en etapas futuras de su formación. |
V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje |
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Dar al alumno una visión unificada de los fenómenos de la electricidad y magnetismo, a partir de leyes fundamentales.
Se procura incentivar en el alumno la habilidad de aplicar principios y leyes básicas a problemas específicos. Se intenta también con la práctica de problemas, aumentar la comprensión del material teórico y contribuir a la fijación de los conceptos más relevantes. Las experiencias de laboratorio, pretenden lograr a partir de propuestas sencillas, una mayor comprensión de las leyes y conceptos expuestos en teoría. |
VI - Contenidos |
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UNIDAD 1: Electrostática. Carga eléctrica. Conservación y Cuantización de la carga. Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Campo eléctrico de una distribución discreta y continua de cargas. Principio de Superposición. Flujo de un Campo Vectorial. Ley de Gauss. Ejemplos: campo eléctrico de una distribución continua de cargas: lineal, superficial y esférica.
UNIDAD 2: Potencial eléctrico. Trabajo e Integral de línea del campo electrostático. Energía Potencial. Energía de un sistema de cargas puntuales. Diferencia de potencial y potencial electrostático. Potencial de una distribución discreta y continua de cargas. Superficies equipotenciales. Potencial de un hilo cargado de largo infinito. Gradiente de una función escalar. UNIDAD 3: Conductores y aisladores. Conductores y aisladores en el campo electrostático. Campo en la superficie de un conductor. Condensadores y Capacidad. Condensadores planos en conexión serie y paralelo. Energía almacenada en un condensador. Corriente eléctrica. Transporte de carga y densidad de corriente. Corrientes estacionarias. Conductividad eléctrica y Ley de Ohm. Resistencia de los conductores. Circuitos en corriente continua. Fem. Disipación de energía. Conceptos básicos de corriente alterna. UNIDAD 4: Campos eléctricos en la materia. Dieléctricos. Condensador plano con dieléctrico. Sustancias polares y no polares. Polarizabilidad. Momentos dipolares inducidos y permanentes. Polarización. Fuerza sobre un dipolo en un campo eléctrico. Energía de un dipolo en un campo eléctrico. Campo eléctrico dentro de la materia polarizada. Susceptibilidad eléctrica. El vector D y Ley de Gauss. Cambios de energía en la polarización. UNIDAD 5: Campo magnético en el vacío. Fuerza de Lorentz. Fuerza magnética sobre una corriente. Torsión sobre una espira con corriente. Dipolo magnético. Energía de un dipolo en un campo magnético uniforme. Conducción eléctrica en un campo magnético: Efecto Hall. Ley de Biot-Savart. Campo de una corriente en un hilo infinitamente largo. Fuerza entre dos hilos paralelos con corriente. Ley de Ampere. Ejemplos: Campo sobre el eje de una espira, solenoide y toroide. UNIDAD 6: Campos magnéticos en la materia. Flujo del campo magnético. Magnetismo atómico. Corrientes atómicas. Momento magnético intrínseco o Spin. Materiales magnéticos. Magnetización. Contribuciones a la magnetización: Diamagnetismo y Paramagnetismo. Susceptibilidad magnética. Campo magnético creado por la materia imanada. Corrientes libres y el campo H. Ferromagnetismo. Histéresis UNIDAD 7: Campos dependientes del tiempo. Inducción. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Generador de corriente. Inductancia. Energía almacenada en un Campo Magnético. Forma integral de la Ley Ampere-Maxwell. Corriente de desplazamiento. UNIDAD 8: Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones en el vacío. Ondas electromagnéticas en el vacío. Ecuación de onda y velocidad de propagación. Vector de Poynting. Energía e impulso de una onda electromagnética. |
VII - Plan de Trabajos Prácticos |
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PRACTICOS DE PROBLEMAS
PRÁCTICO Nº 1: Carga y materia. Ley de Coulomb PRÁCTICO Nº 2: Campo Eléctrico y líneas de campo PRACTICO Nº 3: Ley de Gauss. PRACTICO Nº 4: Potencial Electrostático PRACTICO Nº 5: Conductores: propiedades generales – capacitancia PRACTICO Nº 6: Corriente eléctrica. Circuitos de CC. PRACTICO Nº 7: Campo eléctrico en la materia – capacitancia. PRACTICO Nº 8: Magnetostática en el vacío. Movimiento de una carga en campo uniforme PRACTICO Nº 9: Ley de Faraday - Corriente de desplazamiento. LABORATORIOS 1.ELECTROSTATICA. Experiencias Básicas. 2.CAMPO ELECTRICO Y SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES. 3.CIRCUITOS ELECTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA. 4.EL OSCILOSCOPIO. Medición de tensiones y frecuencias. 5.CIRCUITOS RC Y RL. TIEMPO DE RELAJACION. 6.OSCILACIONES EN UN CIRCUITO RLC. RESONANCIA. FIGURAS DE LISSAJOUS. |
VIII - Regimen de Aprobación |
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Se toman 3 (tres) evaluaciones escritas. Se aprueban con un mínimo de 6 (seis) puntos. Debe aprobar el 100% de las evaluaciones propuestas.
Se dan 4 (cuatro) recuperaciones en total. Una para cada parcial y la restante el alumno podrá usarla según la necesite. Se requiere la asistencia a las clases prácticas de problemas en un 80%. Las clases teóricas son de asistencia libre. Se debe realizar y aprobar las experiencias de laboratorio propuestas. |
IX - Bibliografía Básica |
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[1] - FUNDAMENTOS DE FISICA - VOL. II
[2] Autores: Alonso y Finn [3] Editorial: Addison Wesley [4] - FISICA - VOL. II - 4ta. Edición (1992) [5] Autores: Halliday - Resnick - Krane [6] Editorial: CECSA [7] - FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO [8] Autor: Arthur Kip [9] Editorial: McGraw-Hill [10] -ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO [11] Autor: R. A. Serway [12] Editorial: McGraw-Hill |
X - Bibliografia Complementaria |
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[1] - ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO: Berkeley Physics course- VOL.II
[2] Autor: Edward M Purcell [3] Editorial: Reverté [4] - FISICA- VOL. II [5] Autor: Richard Feynman [6] Editorial: Fondo Educativo Interamericano |
XI - Resumen de Objetivos |
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XII - Resumen del Programa |
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UNIDAD 1: Electrostática. Conservación y Cuantización de la carga. Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Principio de Superposición. Ley de Gauss.
UNIDAD 2: Potencial eléctrico. Trabajo e Integral de línea del campo electrostático. Energía Potencial. Energía de un sistema de cargas puntuales. Diferencia de potencial y potencial electrostático. Superficies equipotenciales. UNIDAD 3: Conductores y aisladores en el campo electrostático. Campo en la superficie de un conductor. Condensadores y Capacidad. Energía almacenada en un condensador. Corriente eléctrica. Densidad de corriente. Corrientes estacionarias. Ley de Ohm. Resistencia. Disipación de energía. Conceptos básicos de corriente alterna. UNIDAD 4: Campos eléctricos en la materia. Dieléctricos. Condensador plano con dieléctrico. Polarizabilidad. Polarización. Energía de un dipolo en un campo eléctrico. Susceptibilidad eléctrica. El vector D y Ley de Gauss. UNIDAD 5: Campo magnético en el vacío. Fuerza de Lorentz. Fuerza magnética sobre una corriente. Dipolo magnético. Energía de un dipolo en un campo magnético uniforme. Ley de Biot-Savart. Ley de Ampere. UNIDAD 6: Campos magnéticos en la materia. Flujo del campo magnético. Magnetismo atómico. Corrientes atómicas. Momento magnético intrínseco o Spin. Magnetización. Contribuciones a la magnetización: Diamagnetismo y Paramagnetismo. Susceptibilidad magnética. Ferromagnetismo. Histéresis UNIDAD 7: Ley de Faraday. Ley de Lenz. Inductancia. Energía almacenada en un Campo Magnético. Forma integral de la Ley Ampere-Maxwell. Corriente de desplazamiento. UNIDAD 8: Ecuaciones de Maxwell. Ecuaciones en el vacío. Ondas electromagnéticas en el vacío. Ecuación de onda y velocidad de propagación. |
XIII - Imprevistos |
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XIV - Otros |
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