FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Programa de la Asignatura: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
Clave: 1414 Número de créditos: 10
Carrera: ICi, ICo, IEe, IGf, IGl, IIn, IMe, IMm, IPe, ITg
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 96
Semestre: 4º
Horas a la semana:
Teoría: 4.0 Obligatoria: SI
Prácticas: 2.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO :
El alumno analizará los conceptos, principios y leyes fundamenta-
les del electromagnetismo y desarrollará su capacidad de observación y su
habilidad en el manejo de instrumentos experimentales, con el fin de que
pueda aplicar esta formación en la resolución de problemas relacionados,
en asignaturas consecuentes y en la práctica profesional.
TEMAS:
Núm. Nombre Horas
I CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS 14.0
II CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS 8.0
III CIRCUITOS ELECTRICOS 12.0
IV MAGNETOSTATICA 12.0
V INDUCCION ELECTROMAGNETICA 12.0
VI PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA 6.0
________
TOTAL 64.0
Prácticas de laboratorio 32.0
________
TOTAL DE HORAS 96.0
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
CÁLCULO I
CÁLCULO II
CÁLCULO III
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo II.
Cálculo III.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno determinará campo eléctrico, diferencia de potencial y
trabajo casiestático en arreglos de cuerpos geométricos con carga
eléctrica uniformemente distribuida.
CONTENIDO:
I.1 Concepto de carga eléctrica y distribuciones continuas de carga.
I.2 Principio de conservación de la carga eléctrica.
I.3 Conceptos de conductor y aislador.
I.4 Fenómeno de inducción electrostática.
I.5 Ley de Coulomb. Principio de superposición.
I.6 Concepto de campo eléctrico.
I.7 Obtención de campos eléctricos originados por distribuciones
discretas y continuas de carga.
I.8 Concepto y definición de flujo eléctrico.
I.9 Ley de Gauss en forma integral y sus aplicaciones.
I.10 El campo electrostático y el concepto de campo conservativo.
I.11 Definición de potencial eléctrico.
I.12 Cálculo de diferencias de potencial.
I.13 El gradiente de potencial eléctrico.
II. CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo III.
OBJETIVO:
El alumno calculará la capacitancia de un sistema y la energía
potencial eléctrica en él almacenada.
CONTENIDO:
II.1 Concepto de capacitor y definición de capacitancia.
II.2 Cálculo de capacitancias.
II.3 Cálculo de la energía almacenada.
II.4 Conexiones de capacitores; capacitor equivalente.
II.5 Momento dipolar eléctrico. Polarización de la materia.
II.6 Definición del vector polarización.
II.7 Concepto de rigidez dieléctrica.
II.8 Susceptibilidad, permitividad y permitividad relativa.
II.9 Definición del vector desplazamiento eléctrico y de su flujo.
II.10 Discusión de los efectos del uso de dieléctricos en los
capacitores.
III. CIRCUITOS ELECTRICOS.
ANTECEDENTES: Algebra.
Cálculo I.
Cálculo II.
Ecuaciones Diferenciales.
OBJETIVO:
El alumno analizará el comportamiento de circuitos eléctricos
resistivos y, en particular, calculará las transformaciones de
energía asociadas.
CONTENIDO:
III.1 Conceptos y definiciones de: corriente eléctrica, velocidad
media de los portadores
de carga libres y densidad de corriente eléctrica.
III.2 Ley de Ohm; conductividad y resistividad.
III.3 Ley de Joule.
III.4 Conexiones de resistores; resistor equivalente.
III.5 Concepto y definición de fuerza electromotriz. Fuentes de
fuerza electromotriz:
ideales y reales. Fuerza electromotriz alterna senoidal.
III.6 Nomenclatura básica empleada en circuitos eléctricos.
III.7 Leyes de Kirchhoff y su aplicación en circuitos resistivos con
fuentes de voltaje continuo y alterno senoidal.
III.8 Circuito RC.
IV. MAGNETOSTATICA.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo III.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno determinará el campo magnético debido a distribuciones
de corriente eléctrica, calculará la fuerza magnética sobre conductores
portadores de corriente y comprenderá el principio de operación del motor
de corriente directa.
CONTENIDO:
IV.1 Descripción de los imanes y experimento de Oersted.
IV.2 Fuerza magnética entre cargas en movimiento.
IV.3 Obtención de la expresión de Lorentz.
IV.4 Definición de campo magnético (B). Principio de superposición.
IV.5 Ley de Biot-Savart y sus aplicaciones.
IV.6 Concepto y definición de flujo magnético.
IV.7 Ley de Gauss en forma integral para el magnetismo.
IV.8 Circulación del campo magnético; ley de Ampere y
sus aplicaciones.
IV.9 Fuerza magnética entre conductores.
IV.10 Principio de operación del motor de corriente directa.
V. INDUCCION ELECTROMAGNETICA.
ANTECEDENTES: Cálculo II.
Cálculo III.
Ecuaciones Diferenciales.
OBJETIVO:
El alumno determinará las inductancias de circuitos eléctricos
y la energía magnética almacenada en ellos. Comprenderá el princi-
pio de operación del transformador eléctrico monofásico.
CONTENIDO:
V.1 Ley de Faraday y principio de Lenz.
V.2 Fuerza electromotriz de movimiento.
V.3 Principio de operación del generador eléctrico.
V.4 Conceptos de inductancia propia y mutua y de inductor.
V.5 Cálculo de inductancias.
V.6 Principio de operación del transformador eléctrico.
V.7 Conexión de inductores en serie; inductor equivalente.
V.8 Energía en un inductor.
V.9 Circuitos RL y RLC en serie.
VI. PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA.
OBJETIVO:
El alumno describirá las características magnéticas de los
materiales y conocerá las aplicaciones de las curvas de magnetiza
ción y del ciclo de histéresis.
CONTENIDO:
VI.1 Diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo.
VI.2 Susceptibilidad, permeabilidad y permeabilidad relativa.
VI.3 Definición de los vectores intensidad de campo magnético(H)
y magnetización (M).
VI.4 Curva de magnetización. Ciclo de histérisis. Concepto de
fuerza coercitiva y magnetismo remanente.
VI.5 Discusión de los efectos del uso de materiales en los induc
tores.
TÉCNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACIÓN:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase ( )
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Participación en prácticas ( )
Trabajos de investigación (X)
Prácticas de taller o lab. (X)
Prácticas de campo ( )
BIBLIOGRAFIA :
Texto Temas de la asignatura para los que se recomienda:
LIBROS DE TEXTO
JARAMILLO M., Gabriel A. y ALVARADO C., Alfonso A. TODOS
“Electricidad y Magnetismo”
Trillas, UNAM, Facultad de Ingeniería, 2a. preedición
México, 1990
SERWAY, Raymond A. TODOS
“Física”, Tomo II
McGraw-Hill, 2a. edición
México, 1992
LIBROS DE CONSULTA
EISBERG, Robert M. y LERNER, Lawrence S. TODOS
“Física, fundamentos y aplicaciones”
Vol. II
McGraw-Hill
México, 1988
McKELVEY, John P. y GROTCH, Howard TODOS
“Física para Ciencias e Ingeniería”
Tomo 2
Harla
México, 1983
WOLF, Stanley TODOS
“Guía para mediciones electrónicas
y Prácticas de laboratorio”
Prentice-Hall Hispanoamericana
México, 1980