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Pilar Bustamante Ferreyra
1 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS PLAN DE ESTUDIOS 2008-II SÍLABO I. INFORMACIÓN GENERAL: 1.1 Asignatura : FISICA III 1.2. Ciclo : IV 1.3 Carrera Profesional : Ingeniería Mecatrónica 1.4 Áreas : Automatización y Control Robótica y Procesamiento de Señales 1.5 Código : IM Carácter : Obligatorio 1.7 Requisito : IM 0309 Física II 1.8 Naturaleza : Teórico-Práctico -Laboratorio 1.9 Horas : 102 Teo (28) Pra (28) : Lab (28) 1.10 Créditos : Docente : Ing. Walter Estrada López II. SUMILLA Carga eléctrica y Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. Circuitos de corriente continúa. Campo magnético. Inducción electromagnética. Corriente alterna. Circuitos simples de corriente alterna. III. OBJETIVOS El estudiante analizará los conceptos, principios y leyes fundamentales relacionados con la electrostática, electricidad y Magnetismo, aplicará estos conceptos a la resolución de problemas existentes en el campo de la mecatrónica. IV. PROGRAMA ANÁLITICO UNIDAD TEMATICA Nº 1: Electrostática LOGROS DE LA UNIDAD: El estudiante definirá los cuerpos con carga eléctrica. Calculará fuerzas eléctricas. Medirá diferencias de potencial. Conocerá las características y su aplicación de los condensadores 1 Carga y Ley de Coulomb. Introducción. Carga eléctrica y materia. Fenómenos de electrización. Conductores y aisladores. Ley de Coulomb. Principio de superposición. Exposición del profesor. Experimentos demostrativos. Práctica introductoria de laboratorio: El Multímetro. Exposición virtual. Uso del electroscopio. Página1
2 2 Campo Eléctrico. Definición. Líneas de campo eléctrico Campo eléctrico de cargas puntuales y de cargas continuas. Ley de Gauss. Campo eléctrico de línea infinita y plano uniformemente cargado. Movimiento de cargas puntuales en un campo eléctrico constante. Aplicaciones: Tubos de rayos catódicos. 3 Potencial Eléctrico. Energía potencial eléctrica. Diferencia de potencial. Potencial eléctrico. Calculo de potencial: cargas puntuales y cargas continuas. Relación entre campo y potencial. Curvas Equipotenciales. Propiedades electrostáticas de los conductores. Dipolo eléctrico 4 Condensadores y dieléctricos. Capacitancia. Condensadores de placas paralelas. Condensadores en serie y en paralelo. Energía almacenada. Condensador con dieléctrico. Exposición del profesor. Experimento virtual. Resolución de problemas. Primera práctica de laboratorio. Exposición del profesor. Exposición virtual. Segunda práctica de laboratorio. Resolución de problemas Primera Práctica Calificada. Exposición del profesor. Exposición virtual. Tercera práctica de laboratorio. Diseñar un circuito sencillo que muestre que el condensador almacena energía eléctrica. UNIDAD TEMATICA Nº 2: Circuitos de Corriente Continua LOGROS DE LA UNIDAD: El estudiante definirá la corriente eléctrica y las leyes que lo rigen. Planteará y resolverá las ecuaciones de un circuito de corriente continua. Utilizará los condensadores como parte de un circuito. 5 Corriente eléctrica. Introducción, Intensidad de corriente eléctrica. Densidad de corriente, Ley de Ohm, conductividad, resistividad y resistencia. Potencia, Efecto Joule. Resistencias en serie y paralelo. 6 Circuitos de corriente continua CC. Fuerza electromotriz. Amperímetros, voltímetro, ohmiómetros. Leyes de Kirchhoff. Cuarta práctica de laboratorio. Trabajo domiciliario: Buscar en Internet una descripción sencilla de los materiales superconductores Exposición del profesor. Exposición virtual Resolución de problemas. Quinta práctica de laboratorio. Segunda practica calificada 7 Circuitos RC. Carga y descarga de un condensador. Gráfico de Carga, Corriente y Voltaje en función del tiempo. Exposición del profesor. Exposición virtual. Resolución de problemas Primer control de laboratorio UNIDAD TEMATICA Nº 2: Electromagnetismo LOGROS DE LA UNIDAD: El estudiante observará campos y fuerzas magnéticas. Producirá campos magnéticos por medio de corrientes. Conocerá el funcionamiento de un motor eléctrico. Producirá corrientes a partir de campos magnéticos variables Página2
3 9 Campo magnético. Introducción. Inducción magnética, definición. Líneas de campo. Fuerza sobre una carga en Exposición virtual. Resolución de problemas. movimiento. Fuerza sobre hilos conductores. Momento Sexta práctica de laboratorio. Trabajo magnético. Aplicación: Motor DC domiciliario: Hacer un diseño de un motor de corriente continua. 10 Corrientes como fuentes de campo magnético. Leyes de Biot-Savart y Ley de Ampere. Campo producido por cables rectos y espiras circulares. Campo dentro de una bobina Exposición virtual. Séptima práctica de laboratorio. Resolución de problemas. 11 Magnetismo. Estudio experimental de la inducción magnética. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento. Fuerza magnética sobre un conductor con corriente. 12 Inducción electromagnética. Flujo magnético. Fuerza electromotriz y corriente inducidas. Ley de Faraday y de Lenz. Transformador. Resolución de problemas. Octava práctica de laboratorio. Tercera práctica calificada. Resolución de problemas. Trabajo domiciliario: Diseñar un dispositivo que muestre el fenómeno de inducción. Novena práctica de laboratorio. UNIDAD TEMATICA Nº 2: Circuitos de Corriente Alterna LOGROS DE LA UNIDAD: El estudiante conocerá la generación de corrientes alternas.analizará circuitos de corriente alterna 13 Corriente alterna (AC). Introducción. Parámetros de una corriente senoidal: amplitud, frecuencia, periodo, ángulo de fase. valores eficaces. Desfasaje. Exposición del profesor. Exposición virtual. Resolución de problemas. Décima práctica de laboratorio. 14 Circuito en serie R LC. Representación ondulatoria. Representación con fasores. Impedancias, reactancias e inductancias. Desfasaje de señales. Resonancia. 15 Circuito AC. Análisis de circuitos de corriente alterna. Calculo fasorial de impedancias, voltajes y corrientes. Factor de potencia Exposición del profesor. Semana de recuperación de laboratorio. Resolución de problemas. Cuarta práctica calificada Exposición del profesor. Exposición virtual. Segundo Control de Laboratorio. Repaso para el examen final. V. METODOLOGÍA Página3
4 5.1 Clases Magistrales: Son tipo de clase expositivas con proyección multimedia (Imágenes y diagramas) desarrollada en los salones de clases. 5.2 Práctica en Laboratorio: Consiste en realizar prácticas utilizando el hardware y software disponibles. 5.3 Seminarios: Dialogo y exposición usando equipos disponibles respecto a contenidos específicos con participación plena del estudiante presentando un informe sobre el seminario. 5.4 Asesoría: Para el reforzamiento y solución de problemas. Laboratorio guiado con explicación previa y desarrollo de aplicaciones reales. Experiencias de programación en laboratorio. Método interactivo. El método utilizado será demostrativo- explicativo. VI. EQUIPOS Y MATERIALES Equipos e Instrumentos: Computadora con el software de programación instalado. Materiales: Tiza, plumones, pizarra y mota. Proyector multimedia. Manejo de información a través del aula virtual. VII. EVALUACIÓN a. Criterios La evaluación se realizará en forma sistemática y permanente durante el desarrollo del curso. Las formas de evaluación se regirán de la Guía de Matricula de la Escuela de Ingeniería Mecatronica. Capitulo III, así también el capitulo V hace referencia que al margen de la modalidad de evaluación que los docentes adopten para sus cursos la Universidad establecerá en el Calendario Académico periodos en los que se administrarán los exámenes parciales y finales y un tercer periodo para el examen sustitutorio. Estos periodos deben figurar en el Calendario de Actividades Académicas de la Universidad. b. Instrumentos de Evaluación: Examen Parcial : EP 1 Examen Final : EF 1 Promedio Practicas Calif. : PC 1 (04 prácticas calificadas se anula una, la que tenga la menor nota) Promedio Laboratorio : PL 1 (10 prácticas de laboratorio se anulan dos, las notas mas bajas ) Promedio Final Asignatura : PFA Examen Sustitutorio : ES c. Fórmula para evaluar el Promedio Final de la Asignatura: PFA = ( EP + EF + PC +PL ) /4 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 2CL1 2CL2 P1 P2 P3 PL PC 12 3 Nota: El Examen Sustitutorio, sustituye a la menor nota obtenida en los exámenes Parcial o Final VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS a. Básica Página4
5 Sears, F.& Zemanzky, M. & Young, H.& Roger A. (2005). Física universitaria. Vol. 2. Décimo primera edición. Serway, R. (2006). Física para Ciencias e Ingeniería. Vol. 2. Primera edición. Edit. Thomson Paraninfo. S.A. México. Página5
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