ELECTROMAGNETISMO I

ELECTROMAGNETISMO I

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100811
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Primer Semestre
Área
ELECTROMAGNETISMO
Departamento
Física Aplicada
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Ana García Flores
Grupo/s
1
Departamento
Física Aplicada
Área
Electromagnetismo
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Edificio Trilingüe (Fac. Físicas), 2º piso, despacho nº 1 (T3303)
Horario de tutorías

Lunes a jueves de 12 a 13:30 h.

URL Web
-
E-mail
anagf@usal.es
Teléfono
923294500, ext. 1301

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Es una materia (= asignatura) que forma parte del módulo Electromagnetismo, que a su vez está compuesto por 4 asignaturas.

Papel de la asignatura.

Es una asignatura obligatoria dentro del Grado en Física

Perfil profesional.

Al ser una asignatura obligatoria, es fundamental en cualquier perfil vinculado al Grado en Física.

3. Recomendaciones previas

ASIGNATURAS QUE CONTINUAN EL TEMARIO:

  • Electromagnetismo II
  • Laboratorio de Electromagnetismo
  • Electrodinámica  clásica
  • Ondas electromagnéticas guiadas
  • Radiación y propagación electromagnética

ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA CURSAR SIMULTANEAMENTE:

  • Todas las del primer cuatrimestre del segundo curso

ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA HABER CURSADO PREVIAMENTE:

  • Todas las de primero.

Es necesario conocer los conceptos físicos presentados en el módulo de Fundamentos de Física, y en particular, los que se estudian en Física III. A su vez el manejo con fluidez de las operaciones vectoriales básicas, derivación, integración y trigonometría es esencial para el seguimiento de la asignatura.

4. Objetivo de la asignatura

  • Conocer las características de la interacción electromagnética como una de las cuatro fuerzas de la Naturaleza, realizando el estudio a partir de las leyes experimentales y del principio de superposición con el fin de justificar detalladamente las ecuaciones diferenciales del electromagnetismo.
  • Manejar con destreza las coordenadas curvilíneas, el álgebra vectorial, el cálculo diferencial y las integrales de línea, superficie y volumen sobre las magnitudes del campo electromagnético.
  • Familiarizarse con la representación de las singularidades del campo.
  • Resolver con soltura problemas de distribuciones sencillas de carga y corriente atendiendo a sus características de simetría.
  • Saber aplicar técnicas aproximadas de resolución del campo electromagnético cuando la naturaleza del problema lo exija, y saber estimar la precisión de la solución hallada.
  • Desarrollar la capacidad de aplicar los conocimientos a la resolución de problemas.
  • Profundizar en la comprensión de las leyes del electromagnetismo mediante la realización de problemas.
  • Adquirir los conocimientos fundamentales sobre los fenómenos electromagnéticos, así como sus aplicaciones prácticas.

Ser capaz de plantear y resolver problemas a partir de idealizaciones de situaciones prácticas, detectando los aspectos más relevantes y omitiendo aquellos menos importantes o accesorios.

5. Contenidos

Teoría.

  1. BLOQUE I. CAMPO ELECTROSTATICO EN EL VACIO
  2.  
  3. Tema 1. LEYES BÁSICAS
  4. 1.1. Introducción.
  5. 1.2. Ley de Coulomb.
  6. 1.3. Campo eléctrico.
  7. 1.4. Ley de Gauss.
  8. 1.5. Potencial electrostático.
  9. 1.8. Condiciones de contorno.

Tema 2. DESARROLLO MULTIPOLAR.

2.1 Dipolo eléctrico

2.2. Expresiones multipolares

BLOQUE II. CAMPO ELECTROSTATICO EN MEDIOS MATERIALES

Tema 3. CONDUCTORES EN EQUILIBRIO ELECTROSTÁTICO

3.1.  Conductor perfecto en equilibrio electrostático.

3.2.  Sistemas de conductores. Coeficientes de potencial, y coeficientes de capacidad e influencia. Condensadores.

Tema 4. DIELÉCTRICOS

4.1. Tratamiento dipolar. Polarización.

4.2. Vector desplazamiento eléctrico.

4.3. Clasificación de dieléctricos.

4.4. Condiciones de contorno.

4.5. Campo en el interior de un dieléctrico.

BLOQUE III. ENERGÍA Y FUERZAS EN ELECTROSTATICA

Tema 5. ENERGÍA Y FUERZAS

5.1. Distribución de cargas puntuales en el vacío.

5.2. Distribuciones continuas de carga en el vacío.

5.3. Energía en función del campo eléctrico

5.4. Sistema de conductores.

5.5. Fuerzas electrostáticas sobre conductores.

5.6. Energía en presencia de dieléctricos.

BLOQUE IV. TEORÍA DEL POTENCIAL. MÉTODOS ESPECIALES.

Tema 6. TEORÍA DEL POTENCIAL

6.1. Ecuaciones de Poisson y de Laplace.

6.2. Condiciones de contorno.

6.3. Unicidad de la solución: Condiciones de Dirichlet y de Neumann.

6.3. Método de las imágenes.

6.4. Separación de variables.

Práctica.

Resolución de problemas relativos a todos y cada uno de los temas.

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB-2: Saber aplicar los conocimientos físicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de la Física.

CB-3: Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito del área de la Física a un público tanto especializado como no especializado.

CB-5: Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Física con un alto grado de autonomía.

CG-1: Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas.

CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.

CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.

Específicas.

CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.

CE-2: Haberse familiarizado con las áreas más importantes de la Física, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por la relevancia esperada en un futuro para la Física y sus aplicaciones, familiaridad con los enfoques que abarcan muchas áreas en Física.

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés.

CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados.

CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.

CE-7: Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos. CE-8: Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinario, de presentar mediante medios escritos y orales su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográficos tanto a profesionales como a público en general.

CE-9: Haberse familiarizado con los modelos experimentales más importantes, además ser capaces de realizar experimentos de forma independiente, así como describir, analizar y evaluar críticamente los datos experimentales.

CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en Física es aplicable a muchos campos diferentes al de la Física, por ejemplo la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales y teóricos para: (i) resolver los problemas corrientes en la investigación académica o industrial; (ii) mejorar los resultados existentes.

CE-11: Capacitar para el desarrollo de actividades de promoción y desarrollo de la innovación científica y tecnológica y actividades profesionales en el marco de tecnologías avanzadas.

7. Metodologías

  • Clases magistrales: Se dedicarán a la exposición de los contenidos teóricos de la materia. Al principio del curso, se pondrá a disposición de los alumnos una relación bibliográfica de los contenidos tratados en estas sesiones con el objetivo de que los alumnos puedan leerlos con antelación a la celebración de la clase. Se resolverán algunos problemas a modo de ejemplo para ilustrar los conceptos teóricos tratados (prácticas en el aula).
  • Seminarios: Se dedicarán a la resolución de problemas relacionados con los contenidos teóricos expuestos en las sesiones de grupo grande. Al principio del curso, se pondrá a disposición de los alumnos una colección de enunciados. Los problemas serán resueltos en las sesiones de seminario. Para un correcto aprovechamiento de los seminarios, los alumnos deberán intentar resolver los problemas propuestos con antelación al seminario.
  • Tutorías: Al principio de curso se establecerá un horario para que el alumno pueda consultar sus dudas de forma personal con el profesor.
  • Recursos Materiales: Se utilizará la pizarra, y en determinados casos, el cañón de proyección. Todo el material proyectado será accesible a través de la plataforma virtual.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

  • D.J. Griffiths: Introduction to Electrodynamics. Ed. Prentice Hall.
  • Wangsness, R. K.: Campos Electromagnéticos.- Limusa.
  • Reitz, J. R., Milford, F. J. y Christy, R. W.: Fundamentos de la Teoría Electromagnética.- Addison-Wesley Iberoamericana.
  • Victoriano López Rodríguez: Electromagnetismo.- UNED.

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

Enlaces a recursos en la web:

  1. Plataforma virtual de la Universidad de Salamanca: https://moodle.usal.es/
  2. Física con Ordenador. Ángel Franco.

Apartado de Electromagnetismo. Contiene varios Applets de visualización de algunos fenómenos de interés que se tratan en la asignatura: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/elecmagnet.htm

10. Evaluación

Consideraciones generales.

Se evaluará el grado de adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico. Se basará en el trabajo continuado, controlado periódicamente con diferentes instrumentos de evaluación, además de una prueba escrita final.

Criterios de evaluación.

Las actividades de evaluación continua supondrán 30% de la nota total de la asignatura.

La prueba escrita final será un 70% de la nota total de la asignatura. Para poder superar la asignatura se requiere que la calificación obtenida en esta prueba supere el 40% de la nota máxima de la prueba

Instrumentos de evaluación.

Se utilizarán los siguientes:

  • Evaluación continua: A lo largo del curso, se realizarán dos pruebas escritas. Las fechas serán especificadas al comienzo del curso. En las pruebas se plantearán cuestiones y problemas. Su porcentaje de la nota final será 30%.
  • Prueba escrita final: Al finalizar el curso y en el periodo previsto en el calendario académico se realizará un examen escrito de que consistirá en varias cuestiones teóricas y problemas. Su porcentaje de la nota final será 70%.

Para superar la materia será necesario alcanzar el 40% de la nota máxima de la prueba escrita final.

Recomendaciones para la evaluación.

Se recomienda la asistencia a todas las sesiones presenciales (grupo grande y seminarios) y la participación activa en todas las actividades programadas:

  • La participación activa en las sesiones de grupo grande requiere un trabajo de lectura previo de los capítulos de la bibliografía recomendada.
  • La participación activa en los seminarios implica que el alumno intente hacer los problemas de la colección a nivel personal y con antelación a su resolución en el seminario.100

También se recomienda el estudio y seguimiento de la materia desde el primer día de actividad docente.

Recomendaciones para la recuperación.

En la fecha establecida, se realizará una prueba escrita de recuperación.

11. Organización docente semanal