Última actualización: 29/05/2019


Curso Académico: 2019/2020

Física II
(15490)
Titulación: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (256)


Coordinador/a: MUÑOZ SANTIUSTE, JUAN ENRIQUE

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Física

Tipo: Formación básica
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:

Rama de Conocimiento: Ingeniería y Arquitectura



Materias que se recomienda haber superado
Cursos de Algebra y Cálculo del primer cuatrimestre y conocimientos sobre la dinámica de una partícula.
Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.Más información en este enlace
El objetivo del curso es que el estudiante se familiarice con los conceptos básicos del electromagnetismo. Dado que se trata de una asignatura de primer curso se espera que el estudiante desarrolle las competencias necesarias para la comprensión de conceptos abstractos por una combinación de clases teóricas, sesiones experimentales en los laboratorio y clases de problemas, sin olvidar el uso de las herramientas matemáticas. Para conseguir este objetivo, el estudiante debe de adquirir las siguientes competencias: - Disposición para el aprendizaje y comprensión de nuevos conceptos abstractos. - Comprender los modelos matemáticos que explican estos fenómenos. - Comprender y manejar el método científico. - Comprender y manejar el lenguaje científico. - Desarrollar técnicas y estrategias de razonamiento para la resolución de problemas. - Manejar de manera elemental dispositivos y sistemas de medida. - Interpretar y analizar datos experimentales. - Capacidad para buscar y analizar información de diferentes fuentes. - Capacidad para trabajar en grupo.
Descripción de contenidos: Programa
1 - Ley de Coulomb 1.1 Interacción Electromagnética. 1.2 Carga eléctrica. La carga está cuantizada. La carga se conserva. La Ley de Coulomb 1.3 El campo eléctrico E, definición y representación gráfica: Líneas de Campo Eléctrico. 1.4 El principio de superposición. El campo Eléctrico debido a un sistema de cargas puntuales. 1.5 Densidad de carga. El campo eléctrico debido a una distribución de carga continua. 2 - Ley de Gauss 2.1 El flujo eléctrico 2.2 Superficies Gaussianas, Ley de Gauss para la Electricidad 2.3 Aplicación de la Ley de Gauss para el cálculo de campos eléctricos. 2.4 Distribuciones de carga de suficiente simetría. 3 - Potencial Eléctrico 3.1 Línea integral de E. Energía potencial electrostática. 3.2 Potencial eléctrico (voltaje), definición y representación gráfica: Superficies equipotenciales 3.3 Energía de una disposición de carga puntual. 3.4 Momento dipolar eléctrico. Un dipolo eléctrico en un campo E. 4 - Campo eléctrico en materiales: Conductores 4.1 Conductores y Aisladores 4.2 Conductores en equilibrio electrostático 4.3 Distribución de la carga en conductores en equilibrio. 4.4 Jaulas de Faraday, Blindaje. 5 - Campo eléctrico en materiales: Dieléctricos. 5.1 Capacidad y condensadores. Asociación de Condensadores 5.2 Carga de un condensador. Energía almacenada en un condensador 5.3 Dieléctricos. Susceptibilidad dieléctrica y Permittividad 5.4 Vectores polarización P y desplazamiento eléctrico D. Generalización de la ley de Gauss 5.5 Densidad de energía del campo eléctrico. La energía en problemas con dieléctricos. 6 - Corriente eléctrica 6.1 La Corriente Eléctrica: Intensidad y Densidad de corriente 6.2 Ley de Ohm, conductividad y resistencia 6.3 Potencia disipada en un conductor. Ley de Joule 6.4 Fuerza Electromotriz (FEM) 7 - El Campo Magnético. Fuerzas magnéticas 7.1 El campo magnético B. La ley de Gauss para el magnetismo. 7.2 La fuerza de Lorentz. El movimiento de partículas cargadas en un campo magnético 7.3 Fuerza en un conductor portador de corriente en un campo magnético externo. 7.4 Momento de dipolo magnético. Efectos del campo B en un dipolo magnético. 8 - Fuentes de campo magnético 8.1 Los campos magnéticos producidos por las corrientes. La Ley Biot-Savart 8.2 Ley circuital de Ampère. El cálculo del campo magnético de algunos sistemas portadores de corriente 8.3 Magnetismo en materia, Corrientes de magnetización, magnetización vectorial M y vector H. 8.4 Generalización de la Ley de Ampere 8.5 Materiales magnéticos. Introducción al Ferromagnetismo 9 - Inducción Electromagnética. Ecuaciones de Maxwell 9.1 La Ley de Faraday. 9.2 Fuerza Electromotriz (FEM) de movimiento 9.3 FEM inducida por la variación temporal de un campo magnético. 9.4 Algunas aplicaciones prácticas. Generadores, motores, corrientes de Foucault. 9.4 Autoinductancia e Inductancia Mutua. Inductores. 9.5 Energía almacenada en un inductor. Densidad de energía del campo magnético 9.6 La corriente de desplazamiento de Maxwell. La Ley de Ampère-Maxwell 9.7 Las ecuaciones de Maxwell en forma integral 9.8 Estudio de los circuitos R + C + L 9.9 Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- Clases magistrales, donde se explicarán los conceptos teóricos necesarios El profesor proporcionará con una semana de antelación la siguiente información: - breve descripción de los conceptos teóricos que se explicarán en la sesión. - una relación de los capítulos/secciones de los libros de texto proporcionados en la bibliografía y que hacen referencia a los conceptos que se explicarán en la sesión - Actividades en grupos (~40 estudiantes divididos en grupos de 2-3 personas) para resolución de problemas El objetivo de estas sesiones es desarrollar las siguientes destrezas: - Comprender el enunciado de un problema (por ejemplo, dibujando un esquema que resuma los datos principales del enunciado) - Identificar el fenómeno físico y las leyes físicas involucradas en el enunciado. - Desarrollar estrategias para la resolución del problema (por ejemplo, dividir el problema en pequeños "subproblemas") - Ser riguroso y cuidadoso en el uso de las matemáticas necesarias para la resolución del problema. - Ser capaz de analizar si el resultado obtenido es razonable (¿tiene sentido el resultado? ¿son consistentes las dimensiones de las magnitudes calculadas? - Realizar pequeños trabajos orientados a la búsqueda de información científica en diferentes fuentes (principalmente internet) - Sesiones de laboratorio (~ 24 estudiantes divididos en grupos de 2 personas) Las principales destrezas que se pretenden desarrollar en esta actividad son: - Comprender que la física es una ciencia experimental y que se pueden reproducir en el laboratorio las leyes que se presentan de manera teórica en las clases magistrales. - Utilizar instrumentación científica y aprender a ser cuidadoso en el manejo de instrumentos científicos. - Aprender a adquirir con cuidado y rigor datos experimentales - Aprender los fundamentos del tratamiento de datos experimentales - Escribir un informe que refleje los resultados del experimento realizado - Razonar de manera crítica la calidad de los resultados obtenidos(¿se ha conseguido el objetivo pretendido en el experimento?)
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Bibliografía básica
  • Paul A. Tipler y Gene Mosca. Física para la Ciencia y la Tecnología, Volumen 2, 6a Edición. Reverte, ISBN: 978-84-291-4430-7. 2010
  • Raymond A. Serway y John W. Jewett. Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 1, 7a Edición. Thomson Paraninfo, ISBN: 9789706868220 . 2009
Bibliografía complementaria
  • David K. Cheng. Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería. Addison Wesley. más reciente
  • J.R. Reitz, F.J. Milford y R.W. Christy. Fundamentos de la Teoría Electromagnética. Alhambra Mexicana, ISBN 9789684444034. 2001
  • R.K. Wangsness. Campos electromagnéticos. Ed. Limusa; ISBN-10: 9681813162, ISBN-13: 978-9681813161. 2006

El programa de la asignatura y la planificación semanal podrían sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.