U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A U N A DS Y L L A B U S

C A M P O S E L E C T R O M A G N É T I C O S

CONTENIDO

1. INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO .a. DESCRICIÓN DEL CURSO .

2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS .3. CONTENIDOS DEL CURSO .

a. ESQUEMA DEL CONTENIDO DEL CURSO .b. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS REQUERIDAS Y COMPLEMENTARIAS .

4. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE .5. ESTRUCTURA DEEVALUACIÓN DEL CURSO .

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADSYLLABUS

C A M P O S E L E C T R O M A G N É T I C O S

1 INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO

ESCUELA O UNIDAD:Escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería.

SIGLA:ECBTI

NIVEL:Profesional.

CAMPO DE FORMACIÓN:Disciplinar común.

CURSO: Campos electromagnéticos.

CÓDIGO:299001

TIPO DE CURSO:Teórico.

N° DE CREDITOS:3

N° DE SEMANAS:16

CONOCIMIENTOS PREVIOS:Algebra, Trigonometría y Geometría Analítica, Cálculo Diferencial, Cálculo Integral, Algebra Lineal, Física General y Electromagnetismo.

DIRECTOR DEL CURSO:Omar Leonardo Leyton Mendieta.

FECHA DE ELABORACIÓN:Junio de 2015.

DESCRIPCIÓN DEL CURSO:

El contenido del curso “Campos Electromagnéticos” está fundamentado en la clásica teoría electromagnética, la cual está soportada en los aportes invaluables de James Clerk Maxwell, quien bajo su síntesis teórica alimentada por sus propios avances y la de otros físicos y matemáticos antecesores aportaron al desarrollo y construcción de una parte importante de los fundamentos de la Física. Sus ideas nacieron de la necesidad de explicar y demostrar la raíz de los fenómenos de la naturaleza relacionados con la electricidad y el magnetismo, cuyo conjunto de principios rigen la percepción y concepción de aspectos importantes presentes en la realidad de hoy. El desarrollo de ideas y técnicas sumadas a los descubrimientos de los fenómenos naturales relacionados con el tema inició desde tiempos inmemorables, pasando en los últimos siglos por los aportes decisivos de Oersted, Ampere y Faraday, personajes influyentes en la fundamentación de la teoría de los campos electromagnéticos de Maxwell, teoría que fue probada y comprobada posteriormente por Hertz, sirvió como fundamento a la teoría de la relatividad de Einstein y fue aplicada por primera vez a las comunicaciones inalámbricas por Tesla y Marconi.

Éste valioso resultado y aplicación al campo de las comunicaciones nos exige la comprensión y análisis de los campos eléctricos, magnéticos y su relación, pues son la esencia y base de este curso académico, en el cual el participante comienza a conocer, comprender y manipular las significativas leyes de Maxwell, las cuales permiten entender fenómenos y aplicaciones relacionadas con la ondas electromagnéticas, pilar de las comunicaciones de hoy y fundamentales en los programas de ingeniería electrónica e ingeniería de telecomunicaciones.

El curso es de tipo teórico, de tres (3) créditos académicos y ha sido diseñado para desarrollarse en 16 semanas, comprende el estudio independiente y el acompañamiento tutorial permanente, el cual está dividido en tres unidades básicas. La primera nos permite retomar los conceptos relacionados con las operaciones vectoriales y hacer una introducción al estudio del campo eléctrico. La segunda unidad nos lleva a la exploración conceptual del campo magnético estático y de la fuerza magnética. La tercera unidad nos introduce al estudio de las ondas electromagnéticas y a los conceptos relacionados con las antenas de transmisión y recepción de información. Dicho recorrido nos permite generar un adecuado reconocimiento conceptual y un aprendizaje significativo de la teoría electromagnética.

2 INTENCIONALIDADES FORMATIVAS

Propósitos:

Clarificar en los estudiantes los distintos fundamentos y componentes base de la teoría electromagnética mediante el recorrido temático secuencial que permita asimilar gradualmente las ideas y explicaciones soportadas dentro del curso.

Generar en el estudiante la concepción, visión y aplicabilidad al mundo real de los preceptos, ideas y alcances de la teoría electromagnética mediante el estudio temático programado y la solución de problemas que apliquen a contextos reales.

Promover en el estudiante la integración y consolidación de ideas y conceptos mediante la relación de los conocimientos previos con los nuevos contextos explorados en el estudio de la teoría electromagnética para el logro de un aprendizaje significativo y de apropiación.

Competencias generales del curso:

El estudiante afianza sus conocimientos en temáticas antes abordadas sobre operaciones vectoriales y física de ondas mediante el repaso conceptual y solución de tareas como base fundamental para la comprensión y asimilación de conceptos relacionados con la teoría electromagnética.

El estudiante se apropia de manera asertiva de los conceptos e ideas de campo eléctrico, Ley de Coulomb y Ley de Gauss, como fundamentos para el entendimiento de la teoría electromagnética, mediante el estudio individual y colaborativo de las temáticas propuestas y mediante la solución de tareas de conceptualización y aplicación.

El estudiante se apropia de manera asertiva de los conceptos e ideas de campo magnético, Ley de Biot-Savart, Ley de Ampere y Ley de Faraday, como fundamentos para el entendimiento de la teoría electromagnética mediante el estudio individual y colaborativo de las temáticas propuestas y mediante la solución de tareas de conceptualización y de aplicación.

El estudiante comprende gracias a los fundamentos tratados dentro del curso, la conceptualización del tema de ondas electromagnéticas como tema final de la exploración de la teoría de Maxwell mediante el estudio individual y colaborativo de las temáticas propuestas y la solución de tareas y problemas relacionados.

El estudiante utiliza los fundamentos de la teoría electromagnética para adentrarse en el estudio del funcionamiento de las antenas de transmisión y recepción de señales de comunicación, esto mediante la exploración teórica, característica y aplicativa de las diferentes clases existentes.

3 CONTENIDOS DEL CURSO

Esquema del contenido del curso:

Nombre de la unidad

Contenidos de aprendizaje

Referencias Bibliográficas Requeridas(Incluye: Libros, textos, web links, revistas científicas)

UNIDAD 1.Campo eléctrico,

flujo eléctrico y

potencial eléctrico

Soporte matemático.

Temáticas: Sistemas de coordenadas, cantidades vectoriales, operaciones vectoriales, operadores especiales, álgebra de

operadores.

García Olmedo, Bernardo. (2005). Fundamentos de electromagnetismo. Iniciación al cálculo numérico. Apéndice J: Teoría de

campos. Pág 643 – 670. Departamento de electromagnetismo y física de la materia. Universidad de Granada. España.

Recuperado de: http://maxwell.ugr.es/bgarcia/Fundamentos-em.pdf

La ley de Coulomb y el Campo eléctrico estático.

Temáticas: carga eléctrica, clases de materiales eléctricos, ley de Coulomb, campo eléctrico estático, campo eléctrico debido a

distribuciones continuas de carga.

Universidad Carlos III de Madrid, Departamento de física. (2014). Interacciones eléctricas. La ley de Coulomb. Madrid, España.

Recuperado de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/Referencias/

Interacciones_electricas_la_ley_de_coulomb.pdf

IES Ilíberis (2014). Fuerza entre cargas en reposo. Ley de Coulomb. Granada España. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/Referencias/T4_01_CampoElectrico.pdf

Centro Integrado politécnico ETI. (2014). Carga y campo eléctrico. Navarra, España. Recuperado de:

http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/capitulo1.pdf

Flujo eléctrico y potencial eléctrico.

Temáticas: Flujo eléctrico, La ley de Gauss, aplicaciones de la ley de Gauss, potencial eléctrico, relación entre campo eléctrico y

potencial, aplicaciones de la electrostática.

Escuela Técnica superior de ingeniería. Departamento de física e ingeniería nuclear. (2014). Ley de Gauss. Terrassa, España.

Recuperado de: http://aransa.upc.es/ffettsi/Apuntes/Ley-de-Gauss.PDF

Martín Blas, Teresa & Fernández, Ana Serrano. (2014). Electrostática. Flujo del campo eléctrico. Ley de Gauss. Universidad

politécnica de Madrid. Madrid, España. Recuperado de: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/

gauss.html

UNIDAD 2.Campo magnético

estático.

El campo magnético.

Temáticas: Campo magnético, fuerza magnética, fuerza de Lorentz, Ley de Biot-Savart, Ley de Ampere, Inductores e

inductancias, Energía magnética.

Barco Ríos, Héctor & Rojas Calderón, Edilberto. (2001). Electromagnetismo y física moderna. Pág.15-46, 61-74. Universidad

Nacional de Colombia. Sede Manizales. Recuperado de: http://www.bdigital.unal.edu.co/9319/6/9589322719.2001.pdf

Escárcega Pliego, Eduardo Abraham.(2013). Introducción a los conceptos sobre fuerza magnética y campo magnético.

Universidad Nacional Autónoma de México. Recuperado de: http://www.paginaspersonales.unam.mx/files/802/fuerzamagnetica-

libroe-1b.pdf

IES Ilíberis (2014). Campo magnético. La experiencia de Oersted. Granada, España. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/Referencias/T4_02_CampoMagnetico.pdf

La fuerza magnética.

Introducción a los campos electromagnéticos.

UNIDAD 3.Inducción

electromagnética,

ondas

electromagnéticas

y fundamentos de

antenas.

Ondas electromagnéticas.

Temáticas: ondas electromagnéticas, polarización, espectro electromagnético, índice de refracción, energía en OEM, ondas

planas.

Ondas electromagnéticas. (2012). Departamento de física. Universidad Técnica Federico Santa María. Valparaiso, Chile.

Recuperado de: http://www.fis.utfsm.cl/fis140/TEXTO1_ondas_electromagneticas.pdf

Ortuño Ortín, Miguel. (2007). Ondas electromagnéticas. Departamento de física. Universidad de Murcia. España. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/Referencias/p-oel.pdf

Inducción electromagnética.

Temáticas: Inducción electromagnética, ley de Faraday, el vector de Poynting.

Barbero, Antonio J. (2014). Inducción electromagnética. Universidad de Castilla-La Mancha. España. Recuperado de:

http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Teoria/Leccion_Induccion_Electromagnetica.pdf

IES Ilíberis (2014). Fenómenos de inducción electromagnética. pág. 54-60. Granada, España. Recuperado de:

http://iliberis.com/fisica/2FT4_Electromagnetismo.pdf

Introducción al Temáticas: Antemas. Tipos de antemas. Características.

estudio de antenas. Universidad de las américas Puebla. UPLAP Bibliotecas. Colección de tesis digitales. (1999-2014). Teoría básica de antenas.

Recuperado de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/Referencias/capitulo2.pdf

Monachesi, E., Frenzel A., Chaile, G., Carrasco, A., & Gómez, F. (2011). Conceptos generales de antenas. Universidad

tecnológica nacional. Argentina. recuperado de: http://www.edutecne.utn.edu.ar/wlan_frt/antenas.pdf

Referencias bibliográficas

complementarias

Temáticas de consulta complementarias para la unidad 1:

Morón. José. (2013). Fundamentos de teoría electromagnética. Capítulo 1 y 2. Universidad Rafael Urdaneta. Venezuela.

Recuperado de: http://200.35.84.131/portal/bases/marc/texto/018706-Libro.pdf

Gómez Rondón, Fuan Evangelista. (2011). “Módulo de campos electromagnéticos”. Pag 12-49. UNAD, Medellín. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/299001_Modulo.pdf

Temáticas de consulta complementarias para la unidad 2:

Morón. José. (2013). Fundamentos de teoría electromagnética. Capítulo 5. Universidad Rafael Urdaneta. Venezuela. Recuperado

de: http://200.35.84.131/portal/bases/marc/texto/018706-Libro.pdf

Gómez Rondón, Fuan Evangelista. (2011). “Módulo de campos electromagnéticos”. Pag 50-80. UNAD, Medellín. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/299001_Modulo.pdf

Temáticas de consulta complementarias para la unidad 3:

Morón. José. (2013). Fundamentos de teoría electromagnética. Capítulo 6. Universidad Rafael Urdaneta. Venezuela. Recuperado

de: http://200.35.84.131/portal/bases/marc/texto/018706-Libro.pdf

Universidad Politécnica de Valencia. (2013). España. Antenas. Recuperado de: http://www.upv.es/antenas/Principal/temario.html

Gómez Rondón, Fuan Evangelista. (2011). “Módulo de campos electromagnéticos”. Pág. 81-118. UNAD, Medellín. Recuperado

de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299001/299001_AVA/299001_Modulo.pdf

4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad Contenido de Aprendizaje Competencia Indicadores de

desempeño

Estrategia de

Aprendizaje

N° Sem

Evaluación

Propósito Criterios de evaluación

Ponderación

Reconocimiento del curso

25 puntos(5%)

Evaluación inicial

UN

IDA

D 1

Cam

po e

léct

rico,

fluj

o el

éctri

co y

pot

enci

al e

léct

rico

Repaso sobre operaciones vectoriales.

Estudio conceptual de la Ley de Coulomb para el cálculo de la fuerza eléctrica y el cálculo del campo eléctrico estático.

Estudio conceptual de la Ley de Gauss para el cálculo de flujo eléctrico.

El estudiante afianza sus conocimientos en temáticas antes abordadas sobre operaciones vectoriales mediante el repaso conceptual y solución de problemas.

El estudiante se apropia de manera asertiva de los conceptos e ideas de campo eléctrico, Ley de Coulomb y Ley de Gauss como fundamentos para el entendimiento de la teoría electromagnética mediante el estudio individual, colaborativo y solución de problemas de aplicación.

El estudiante soluciona problemas de operaciones vectoriales utilizando técnicas matemáticas mediante ejercicios teóricos propuestos.

El estudiante comprende los conceptos de campo eléctrico y Leyes físicas relacionadas mediante el estudio teórico de las temáticas y solución de taller retroalimentado.

El estudiante soluciona problemas sobre campo eléctrico y leyes físicas relacionadas utilizando los conceptos entendidos, aplicados a ejercicios teóricos propuestos.

El estudiante desarrolla una herramienta de simulación utilizando una hoja de cálculo de acuerdo a una temática escogida.

Apr

endi

zaje

bas

ado

en ta

reas

6

Resuelve problemas de operaciones convectores mediante ejercicios de aplicación.

Asimila los conceptos e ideas sobre el campo eléctrico y leyes relacionadas mediante taller retroalimentado.

Soluciona problemas sobre campo eléctrico y leyes físicas relacionadas mediante ejercicios propuestos.

Desarrolla un producto mediante proyecto de simulación utilizando una hoja de cálculo basado en un tema escogido dentro del curso.

Los criterios de evaluación están relacionados con los indicadores de desempeño y se observan en la rúbrica de evaluación dispuesta en la Guía integrada de actividades Momento 2.

100 puntos(20%)

Evaluación

intermedia

UN

IDA

D 2

Cam

po m

agné

tico

está

tico.

Introducción y estudio conceptual al tema campos magnéticos.

Estudio conceptual de la Fuerza Magnética, Fuerza de Lorentz, Ley de Biot-Savart y Ley de Ampere.

Introducción y estudio al tema campos electromagnéticos.

El estudiante se apropia de manera asertiva de los conceptos e ideas de campo magnético, Ley de Biot-Savart y Ley de Ampere, y se introduce al reconocimiento de los conceptos de campos EM como fundamento para el entendimiento de la teoría electromagnética mediante el estudio individual y colaborativo de las temáticas propuestas y la solución de problemas de aplicación.

El estudiante comprende los conceptos de campo magnético y Leyes físicas relacionadas mediante el estudio teórico de las temáticas y solución de taller retroalimentado.

El estudiante soluciona problemas sobre campo magnético y leyes físicas relacionadas utilizando los conceptos entendidos, aplicados a ejercicios teóricos propuestos.

El estudiante desarrolla una herramienta de simulación utilizando una hoja de cálculo de acuerdo a una temática escogida.

Apr

endi

zaje

bas

ado

en ta

reas

5

Asimila los conceptos e ideas sobre el campo magnético y leyes relacionadas mediante taller retroalimentado.

Soluciona problemas sobre campo magnético y leyes físicas relacionadas mediante ejercicios propuestos.

Desarrolla un producto mediante proyecto de simulación utilizando una hoja de cálculo basado en un tema escogido dentro del curso.

Los criterios de evaluación están relacionados con los indicadores de desempeño y se observan en la rúbrica de evaluación dispuesta en la Guía integrada de actividades Momento 3.

125 puntos(25%)

Evaluación

intermedia

UN

IDA

D 3

Indu

cció

n el

ectro

mag

nétic

a, o

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ele

ctro

mag

nétic

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tos

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nten

as.

Repaso teórico con enfoque físico, tema de ondas.

Estudio conceptual y práctico del fenómeno de inducción electromagnética y de la ley de Faraday.

Introducción al estudio de antenas de transmisión.

El estudiante comprende y asimila los conceptos de la teoría de ondas EM y los fundamentos de la inducción de la ley de Faraday mediante el estudio individual y colaborativo de las temáticas propuestas y la solución de problemas de aplicación.

El estudiante utiliza los fundamentos de la teoría EM para el estudio de las antenas de transmisión de señales mediante la exploración teórica, característica y aplicativa de las diferentes clases existentes.

El estudiante soluciona problemas de la teoría física de ondas utilizando técnicas matemáticas mediante ejercicios teóricos propuestos.

El estudiante comprende los conceptos de Ondas Electromagnéticas y Ley de Faraday mediante el estudio teórico de las temáticas y solución de taller retroalimentado.

El estudiante soluciona problemas sobre Ondas Electromagnéticas y Ley de Faraday utilizando los conceptos entendidos, aplicados a ejercicios teóricos propuestos.

El estudiante desarrolla una herramienta de simulación utilizando una hoja de cálculo de acuerdo a una temática escogida.

El estudiante desarrolla un cuadro comparativo entre los diferentes tipos de antenas y sus propiedades, utilizando herramientas web.

Apr

endi

zaje

bas

ado

en ta

reas

5

Soluciona problemas de la teoría física de ondas mediante ejercicios teóricos propuestos.

Asimila los conceptos e ideas sobre ondas electromagnéticas y Ley de Faraday mediante taller retroalimentado.

Soluciona problemas sobre Ondas electromagnéticas y Ley de Faraday mediante ejercicios propuestos.

Desarrolla un producto mediante proyecto de simulación utilizando una hoja de cálculo basado en un tema escogido dentro del curso.

Desarrolla un cuadro comparativo característico de los diferentes tipos de antenas utilizando herramientas web.

Los criterios de evaluación están relacionados con los indicadores de desempeño y se observan en la rúbrica de evaluación dispuesta en la Guía integrada de actividades Momento 4.

125 puntos(25%)

Evaluación

intermedia

Evaluación final125 puntos

(25%) Evaluación

final

5 ESTRUCTURA DE EVALUACION DEL CURSO

Tipo de evaluación Ponderación Puntaje Máximo Evaluación

Autoevaluación Formativa N/A

Coevaluación Formativa N/A

Momento 1 5% 25 Inicial

Momento 2 20% 100

IntermediaMomento 3 25% 125

Momento 4 25% 125

Evaluación final 25% 125 Final

Heteroevaluación 100% 500

Total 100% 500