Universidad de San Carlos de Guatemala
Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas
Programas de Licenciatura

1 Descripción del Curso

El curso de Electromagnetismo 1 se enfoca en el tema de electrostática, tanto en el vacío como dentro de medios dieléctricos, utilizando una herramienta vectorial más formal y profundizando en la solución de problemas por medio del uso de ecuaciones diferenciales. También se toca el tema de la conducción eléctrica a nivel microscópico y resolución de circuitos eléctricos resistivos.

2 Competencias

2.1 Competencias generales

2.1.1

Plantear, analizar y resolver problemas físicos, tanto teóricos como experimentales, mediante la utilización de métodos analíticos, experimentales o numéricos.

2.1.2

Construir modelos simplificados que describan una situación compleja, identificando sus elementos esenciales y efectuando las aproximaciones necesarias.

2.1.3

Percibir las analogías entre situaciones aparentemente diversas, utilizando soluciones conocidas en la resolución de problemas nuevos.

2.1.4

Demostrar una comprensión profunda de los conceptos y principios fundamentales, tanto de la física clásica como de la física moderna.

2.1.5

Desarrollar argumentaciones válidas en el ámbito de la física, identificando hipótesis y conclusiones.

2.1.6

Sintetizar soluciones particulares, extendiéndolas hacia principios, leyes o teorías más generales.

2.1.7

Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.

2.2 Competencias específicas

  a)

Aplicar los conceptos de carga, campo y potencial eléctrico para comprender los fenómenos físicos relacionados con la electrostática.

  b)

Demostrar la comprensión de los conceptos de carga, campo y potencial eléctrico con la solución de los ejercicio propuestos.

  c)

Describir correctamente la diferencia entre materiales conductores y dieléctricos a nivel molecular y su respuesta ante campos eléctricos externos.

  d)

Comprender y aplicar el concepto de energía potencial eléctrica para la resolución de problemas.

  e)

Describir correctamente a nivel microscópico la conducción eléctrica.

  f)

Aplicar los conceptos de potencial eléctrico para la resolución de problemas de circuitos resistivos.

3 Unidades

3.1 Análisis vectorial

  Descripción: Operaciones básicas entre vectores: producto escalar y vectorial, definición de operadores vectoriales: gradiente, divergencia y rotacional, integración vectorial, identidades y teoremas vectoriales.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el primer examen parcial

3.2 Electrostática

  Descripción: Carga eléctrica, ley de Coulomb, campo eléctrico, conductores y aislantes, ley de Gauss, el dipolo eléctrico, desarrollo multipolar.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el primer examen parcial

3.3 Resolución de problemas electrostáticos

  Descripción: Ecuación de Poisson, ecuación de Laplace, soluciones a la ecuación de Laplace, método de imágenes electrostáticas, sistemas de conductores y coeficientes de potencial, soluciones de la ecuación de Poisson.

Duración: 12 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el segundo examen parcial

3.4 El campo electrostático en medios dieléctricos

  Descripción: Polarización, campo fuera y dentro de un dieléctrico, desplazamiento eléctrico, susceptibilidad y constante dieléctrica, condiciones de frontera, problemas con valor en la frontera.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el segundo examen parcial

3.5 Teoría microscópica de los dieléctricos

  Descripción: Campo molecular en un dieléctrico, dipolos inducidos, moleculas polares.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea.

3.6 Energía electrostática

  Descripción: Energía potencial de un grupo de cargas puntuales, energía de una distribución de carga, densidad de energía de un campo electrostático, energía de un sistema de conductores cargados, capacitores, fuerzas y momentos de rotación.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y un problema en el examen final.

3.7 Corriente eléctrica

  Descripción: Naturaleza de la corriente, densidad de corriente, ley de Ohm, corrientes estacionarias, redes de resistencias y leyes de Kirchhoff, teoría microscópica de la conducción.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y un problema en el examen final.

4 Evaluación del curso

Los porcentajes asignados a cada uno de los elementos de la evaluación están de acuerdo con el Reglamento General de Evaluación y Promoción del Estudiante de la Universidad de San Carlos de Guatemala

5 Bibliografía

1.

Reitz, Milford y Christy, “Fundamentos de la teoría electromagnética”, 4ta. Ed, Addison-Wesley, 1996, Wilmington, Delaware, E.U.A.

http://ecfm.usac.edu.gt/programas