Física General III: Electricidad y Magnetismo
Requisitos de la materia: Física General II, Cálculo II.
Descripción de la asignatura: En este curso se presenta una visión global de la electrostática y magnetostática. El contenido del curso corresponde a un punto de vista fenomenológico, sin desarrollar a profundidad el formalismo matemático de la teoría general, pero presentando los fundamentos conceptuales de la misma.
Índice Temático
- Carga eléctrica: La carga eléctrica. Conservación y cuantización de la carga. Interacción entre cargas – Ley de Coulomb. Distribuciones de carga. Cargas en medios conductores. Cargas en medios dieléctricos.
- Campo eléctrico: Definición y significado físico. Campo eléctrico de distribuciones continuas de carga. Flujo eléctrico y Ley de Gauss. Aplicaciones a problemas con alta simetría.
- Potencial eléctrico: Diferencia de potencial y potencial eléctrico. Energía eléctrica y trabajo. Cálculo del potencial eléctrico para diferentes distribuciones de carga.
- Campo eléctrico en conductores y capacitancia: Campo eléctrico en conductores. Definición y cálculo de la capacitancia. Capacitancia en conductores. Capacitores con dieléctrico.
- Corriente eléctrica y circuitos: Definición de corriente eléctrica. Cargas en movimiento. Fuerza electromotriz. Resistencia eléctrica. Ley de Ohm. Leyes de Kirschoff. Circuitos en serie y en paralelo.
- Campo magnético: Conceptualización del campo magnético. Interacción de cargas en movimiento con campos magnéticos – Fuerza de Lorentz. Fuentes del campo magnético. Ley de Biot-Savart. Efecto Hall. Ley de Ampere.
- Inducción e inductancia: Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz. Circuitos RL, LC y RLC.
- Ondas electromagnéticas: Campos de cargas en movimiento. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas. Ondas planas y velocidad de la luz. Ondas sinusoidales. Transporte de energía y vector de Poynting.
Bibliografía
Básica:
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, “Fundamentals of Physics”, 9th edition, John Wiley & Sons Inc., 2011.
- R. A. Serway, J. W. Jewett, “Physics for Scientists and Engineers, Volume 2”, Brooks/Cole, 2010.
Complementaria:
- H. D. Young, “College Physics, Volume 2”, 9th edition, Addison-Wesley, 2012.
- E. M. Purcell, “Berkeley Physics Course, Volume 2”, McGraw-Hill Inc., 1986.
- R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, “The Feynman Lectures on Physics, Volume 2” Addison-Wesley, 2005.
Planeación Educacional
Competencias a desarrollar:
Generales:
- Capacidad de abstracción, análisis y síntesis.
- Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas.
- Habilidad para trabajar en forma autónoma.
- Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.
Especificas:
- Plantear, analizar, y resolver analíticamente problemas físicos.
- Aplicar el conocimiento teórico de la física en la realización e interpretación de experimentos.
- Verificar el ajuste de modelos a la realidad e identificar su dominio de validez.
- Demostrar una compresión profunda de los conceptos de la física clásica y moderna.
- Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, teorías y principios físicos.
- Construir y desarrollar argumentaciones válidas, identificando hipótesis y conclusiones.
| Resultados del aprendizaje | Actividades educacionales | ||
|---|---|---|---|
| Carga eléctrica | Teóricas, Practicas (6T+3P= 9 hrs.) Autoestudio | 9 5 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Campo eléctrico | Teóricas, Practicas (8T+4P= 12 hrs.) Autoestudio | 12 12 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Potencial eléctrico | Teóricas, Practicas (6T+3P= 9 hrs.) Autoestudio | 9 9 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Campo eléctrico en conductores y capacitancia | Teóricas, Practicas (6T+3P= 9 hrs.) Autoestudio | 9 5 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Corriente eléctrica y circuitos | Teóricas, Practicas (6T+3P= 9 hrs.) Autoestudio | 9 5 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Campo magnético | Teóricas, Practicas (12T+6P= 18 hrs.) Autoestudio | 18 18 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Inducción e inductancia | Teóricas, Practicas (8T+4P= 12 hrs.) Autoestudio | 12 8 | Examen oral y/o escrito, tareas |
| Ondas electromagnéticas | Teóricas, Practicas (8T+4P= 12 hrs.) Autoestudio | 12 8 | Examen oral y/o escrito, tareas |
Total de horas de trabajo del estudiante: (90) horas presenciales + (70) horas de autoestudio= 160 hrs.
Número de Créditos: 10