Asignatura grado en física
ELECTROMAGNETISMO I
Course 2023/2024 Subject code: 61042030
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Subject guide Course 2023/2024
- First Steps
- Presentation and contextualization
- Requirements and/or recommendations to take the subject
- Teaching staff
- Office hours
- Tutoring in associated centers
- Competencies that the student acquires
- Learning results
- Contents
- Methodology
- Assessment system
- Basic bibliography
- Complementary bibliography
- Support resources and webgraphy
ELECTROMAGNETISMO I
Subject code: 61042030
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| Full name | MANUEL PANCORBO CASTRO (Subject Coordinator) |
| mpancorbo@ccia.uned.es | |
| Telephone number | 91398-7187 |
| Faculty | FACULTAD DE CIENCIAS |
| Department | FÍSICA INTERDISCIPLINAR |
| Full name | MIKEL SANZ MONASTERIO |
| mikelsanz@ccia.uned.es | |
| Telephone number | 91398-9028 |
| Faculty | FACULTAD DE CIENCIAS |
| Department | FÍSICA INTERDISCIPLINAR |
| SUBJECT NAME | |
|---|---|
| SUBJECT NAME | ELECTROMAGNETISMO I |
| CODE | |
| CODE | 61042030 |
| SESSION | |
| SESSION | 2023/2024 |
| DEPARTMENT | |
| DEPARTMENT | FÍSICA INTERDISCIPLINAR |
| DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED | |
| DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED | |
| GRADO EN FÍSICA | |
| COURSE | |
| COURSE | SEGUNDO COURSE |
| PERIOD | SEMESTER 1 |
| TYPE | OBLIGATORIAS |
| CREDITS NUMBER | |
| CREDITS NUMBER | 6 |
| HOURS | |
| HOURS | 150 |
| LANGUAGES AVAILABLE | |
| LANGUAGES AVAILABLE | CASTELLANO |
Descriptores:
Campo electrostático en el vacío y en medios materiales. Problemas electrostáticos. Campo magnético en el vacío.
Objetivo general: Transmitir los conocimientos básicos relativos a los campos electromagnéticos estáticos.
Objetivos concretos:
- Adquirir el concepto de carga, su medida y cuantificación.
- Adquirir el concepto de corriente eléctrica, su medida y cuantificación.
- Entender los concepto de campo y líneas de campo en el contexto del Electromagnetismo.
- Entender el proceso de interacción entre cargas y corrientes con los campos.
- Entender las relaciones básicas entre los campos y sus fuentes, predecesoras de las ecuaciones de Maxwell.
- Entender el mecanismo de interacción del campo eléctrico estático con la materia, asimilando la diferencia entre dieléctricos y conductores.
- Aprender a manejar las ecuaciones de Laplace y Poisson en los casos más sencillos.
- Conocer y desarrollar los métodos propios del Electromagnetismo para la resolución de problemas.
La asignatura se encuadra como la primera correspondiente a la materia principal Electromagnetismo y Óptica dentro del Grado en Física. De los 36 créditos obligatorios de la materia, 6 corresponden a esta asignatura.
Esta asignatura es por tanto fundamental para entender globalmente la Física y sirve como base a otras asignaturas del Grado: el resto de asignaturas de la materia Electromagnetismo y Óptica, Técnicas Experimentales II y las materias Física Cuántica y Estructura de la Materia.
Para abordar la asignatura con garantías de éxito son precisos conocimientos básicos de Matemáticas y de Física adquiridos en asignaturas previas.
Matemáticas: es conveniente haber superado las asignaturas de Matemáticas de primer curso de grado: Álgebra, Análisis Matemático I y II y Métodos Matemáticos I. Se recomiendan conocimientos extensos de cálculo vectorial diferencial e integral, aunque en el curso se proporciona formación al efecto.
Física: las asignaturas Fundamentos de Física I y II, especialmente en los temas relativos a Electricidad y Magnetismo.
Las labores de tutorización y seguimiento se harán principalmente a través de las herramientas de comunicación del Curso virtual (Correo y Foros de debate).
Se recuerda que los Foros son herramientas cuya finalidad principal es estimular el debate académico entre los estudiantes, por lo cual la respuesta de los profesores en los Foros no será inmediata, de manera que exista un lapso de tiempo para el mencionado debate. Por descontado, los posibles errores de los estudiantes en dicho debate nunca influirán negativamente en las calificaciones.
Además, los estudiantes podrán siempre entrar en contacto con los profesores de la asignatura por medio de correo electrónico, teléfono o entrevista personal en las siguientes coordenadas:
- D. Mikel Sanz Monasterio
Correo: mikelsanz@ccia.uned.es
Horario: Martes, de 10h a 14h
Despacho: 023 (Centro Asociado de Las Rozas).
Avda. Esparta s/n - 28232 Las Rozas
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D. Manuel Pancorbo Castro
Correo: mpancorbo@ccia.uned.es
Horario: Martes, de 11h a 13h y de 16h a 18h
Despacho: 009 (Centro Asociado de Las Rozas).
Avda. Esparta s/n - 28232 Las Rozas
En el enlace que aparece a continuación se muestran los centros asociados y extensiones en las que se imparten tutorías de la asignatura. Estas pueden ser:
Tutorías de centro o presenciales: se puede asistir físicamente en un aula o despacho del centro asociado.
Tutorías campus/intercampus: se puede acceder vía internet.
Competencias genéricas
CG001 Capacidad de análisis y síntesis.
CG002 Capacidad de organización y planificación.
CG003 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa.
CG005 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio.
CG006 Capacidad de gestión de información.
CG007 Resolución de problemas.
CG009 Razonamiento crítico.
CG010 Aprendizaje autónomo.
Competencias específicas
CE001 Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes: su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y los fenómenos que describen; en especial, tener un buen conocimiento de los fundamentos de la física moderna.
CE002 Saber combinar los diferentes modos de aproximación a un mismo fenómeno u objeto de estudio a través de teorías pertenecientes a áreas diferentes.
CE003 Tener una idea de cómo surgieron las ideas y los descubrimientos físicos más importantes, cómo han evolucionado y cómo han influido en el pensamiento y en el entorno natural y social de las personas.
CE004 Ser capaz de identificar las analogías en la formulación matemática de problemas físicamente diferentes, permitiendo así el uso de soluciones conocidas en nuevos problemas.
CE005 Ser capaz de entender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados, y de realizar cálculos de forma independiente, incluyendo cálculos numéricos que requieran el uso de un ordenador y el desarrollo de programas de software.
CE007 Ser capaz de identificar los principios físicos esenciales que intervienen en un fenómeno y hacer un modelo matemático del mismo; ser capaz de hacer estimaciones de órdenes de magnitud y, en consecuencia, hacer aproximaciones razonables que permitan simplificar el modelo sin perder los aspectos esenciales del mismo.
CE008 Ser capaz de adaptar modelos ya conocidos a nuevos datos experimentales.
El estudio de esta asignatura dotará al alumno de las siguientes capacidades y destrezas:
- Dominar la descripción básica de la creación de campos electromagnéticos por cargas y corrientes, y de la acción de los campos sobre las cargas.
- Conocer cómo se comportan los medios materiales en presencia de campos eléctricos y magnéticos estáticos.
TEMA 1. Campo eléctrico
Descriptores: Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Agrupaciones de carga: Principio de superposición. Circulación del campo eléctrico: Rotacional.Potencial electrostático. Gradiente de un potencial. Potencial debido a un conjunto de cargas. Conductores. Teorema de Gauss: Aplicaciones.
TEMA 2. Dipolos y multipolos
Descriptores: Dipolo eléctrico: Campo y potencial. Potencial debido a una distribución de carga: Momentos multipolares.
TEMA 3. Dieléctricos
Descriptores: Polarización eléctrica. Campo y potencial debido a un material polarizado. Vector desplazamiento. Susceptibilidad y permitividad eléctrica. Clases de dieléctricos. Ruptura en dieléctricos. Condiciones en los límites.
TEMA 4. Sistemas de conductores
Descriptores: Características de un conductor. Sistemas de conductores. Coeficientes de potencial. Coeficientes de capacidad e influencia. Condensadores. Asociación de condensadores.
TEMA 5. Energía electrostática
Descriptores: Energía electrostática de un sistema de cargas puntuales. Energía electrostática de una distribución continua de cargas. Energía electrostática de un sistema de conductores cargados. Energía electrostática en función de los vectores de campo. Fuerza electrostática. Presión electrostática.
TEMA 6. Problemas electrostáticos: Ecuaciones de Laplace y Poisson.
Descriptores: Teorema de unicidad. Solución de problemas electrostáticos por el método de imágenes. Método de separación de variables. Coordenadas cartesianas. Solución de problemas unidimensionales en coordenadas cilíndricas y esféricas. Métodos numéricos.
TEMA 7. Corriente eléctrica
Descriptores: Corriente y densidad de corriente eléctrica. Ecuación de continuidad: primera ley de Kirchhoff. Ley de Ohm: resistencia de un conductor. Ley de Joule. Condiciones en los límites. Resistencia y capacidad. Tiempo de relajación. Fuerza electro-motriz.
TEMA 8. Campo magnético
Descriptores: Experimento de Oersted. Ley de Biot y Savart. Campo debido a una carga en movimiento. Ley de Ampère. Fuerza de Lorentz. Fuerza sobre una corriente. Teorema del flujo B: Forma integral y diferencial. Teorema de la circulación: Forma integral y diferencial. Potencial vector magnético. Condiciones en los límites.
La docencia se impartirá principalmente a través de un curso virtual dentro de la plataforma educativa de la UNED. Dentro del curso virtual los estudiantes dispondrán de:
- Plan de trabajo donde se da la bienvenida y se estructura el curso según el programa de contenidos.
- Guía de estudio, donde se establece el orden temporal de actividades y sugerencias sobre el reparto temporal de la materia, para que el estudiante lo adapte a su disponibilidad y necesidades. También se dan orientaciones sobre la forma de abordar el estudio de cada tema.
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Materiales. El alumno dispondrá de materiales complementarios al curso:
- Programas de simulación para ilustrar algunos aspectos de la teoría
- Cuestiones de repaso de cada tema
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Herramientas de comunicación:
- Foros de debate, donde se intercambian conocimientos y se resuelven dudas de tipo conceptual o práctico.
- Plataforma de entrega de los problemas de evaluación continua y herramientas de calificación.
- Correo, para la consulta personal de cuestiones particulares del alumno.
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Actividades y trabajos:
- Participación en los foros de debate.
- Actividades de autoevaluación.
- Pruebas de evaluación continua propuestos por el equipo docente a lo largo del curso.
Fuera del curso virtual el estudiante también tendrá acceso a realizar consultas al equipo docente a través del correo, teléfono y presencialmente en los horarios establecidos para estas actividades.
ONSITE TEST |
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|---|---|
| Type of exam | |
| Type of exam | Examen de desarrollo |
| Development questions | |
| Development questions | |
| Duration of the exam | |
| Duration of the exam | 120 (minutes) |
| Material allowed in the exam | |
| Material allowed in the exam | Calculadora no programable. |
| Assessment criteria | |
| Assessment criteria | Se valorarán los pasos correctos encaminados a la resolución de cada cuestión/ejercicio así como la claridad de la exposición. |
| % Concerning the final grade | |
| % Concerning the final grade | 80 |
| Minimum grade (not including continuas assessment) | |
| Minimum grade (not including continuas assessment) | 5 |
| Maximum grade (not including continuas assessment) | |
| Maximum grade (not including continuas assessment) | 10 |
| Minimum grade (including continuas assessment) | |
| Minimum grade (including continuas assessment) | 4 |
| Coments | |
| Coments | Los estudiantes realizarán la prueba presencial según el sistema general de Pruebas Presenciales de la UNED. La prueba tiene una duración de dos horas, y consta de varias cuestiones y problemas teórico/prácticos relativos a todos los temas del programa. Nota: el proceso de revisión de las calificaciones de las pruebas presenciales, dispuesto en el artículo 44.7 de los Estatutos de la UNED, seguirá las directrices establecidas por el Consejo de Gobierno. |
CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC) |
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|---|---|
| PEC? | |
| PEC? | Si |
| Description | |
| Description | Habrá dos Pruebas de Evaluación Continua (PECs) voluntarias consistentes en un conjunto de questiones y ejercicios similares a aquellos en los que consiste la prueba presencial y que se entregarán a través del curso virtual de la asignatura. El estudiante podrá realizar la 1ª PEC sin que ello le obligue a seguir esta modalidad. La realización de la 2ª PEC implicará la elección irreversible de la modalidad de evaluación continua. No se admitirán PECs manuscritas y escaneadas. Las pruebas han de realizarse con un procesador de textos que permita la exportación a PDF. La página de declaración de autoría se podrá firmar de forma manuscrita, tras lo cual habrá de ser escaneada y adjuntada al documento principal. |
| Assessment criteria | |
| Assessment criteria | Se valorarán los pasos correctos encaminados a la resolución de cada cuestión/ejercicio así como la claridad de la exposición. |
| Weighting of the PEC in the final grade | |
| Weighting of the PEC in the final grade | 20 |
| Approximate submission date | |
| Approximate submission date | PEC1/15/11/2023 PEC2/15/01/2024 |
| Coments | |
| Coments | |
OTHER GRADEABLE ACTIVITIES |
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|---|---|
| Are there other evaluable activities? | |
| Are there other evaluable activities? | Si |
| Description | |
| Description | Test General de Electromagnetismo I. Prueba objetiva calificable voluntaria que se realizará al menos una semana antes del inicio de las Pruebas Presenciales a través de la herramienta Quiz del curso virtual. |
| Assessment criteria | |
| Assessment criteria | El cuestionario consta de 8 secciones, una por cada tema de la asignatura, con un total de 36 preguntas. Cada pregunta se valora de la siguiente forma:
El tiempo disponible para realizar el cuestionario es de 50 minutos y sólo dispondrá de un intento para realizarlo. |
| Weighting in the final grade | |
| Weighting in the final grade | La prueba es voluntaria. La calificación del cuestionario contribuirá de manera sumativa a la calificación final de la asignatura con una puntuación máxima de un 1 punto y mínima de 0.5 puntos (es decir, hay que obtener al menos 18 puntos para que se sume la puntuación del cuestionario a la calificación de la asignatura). |
| Approximate submission date | |
| Approximate submission date | 20/01/2024 |
| Coments | |
| Coments | En ningún caso, la realización del test repercutirá negativamente en la calificación final del estudiante y, sin embargo, puede servirle para realizar un repaso general de la asignatura antes de los exámenes de la convocatoria de Febrero. La disponibilidad de esta prueba para el curso 2023/2024 está supeditada a la correcta adaptación de la misma a la nueva plataforma docente, por lo que pudiera ocurrir que finalmente no se ofertara. |
How to obtain the final grade? |
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|---|---|
Para aprobar la asignatura el estudiante debe obtener una calificación final igual o superior a 5 puntos. El estudiante puede optar por dos modalidades de evaluación: La modalidad de evaluación continua: La evaluación se hará a partir dos Pruebas de Evaluación Continua (PECs) realizadas a lo largo del curso y de la Prueba Presencial (examen presencial). El estudiante podrá realizar la 1ª PEC sin que ello le obligue a seguir esta modalidad. La realización de la 2ª PEC implicará la elección irreversible de la modalidad de evaluación continua. Para el estudiante que siga la modalidad de evaluación continua, la Prueba Presencial tendrá un peso del 80% en la calificación final de la asignatura y la calificación de la evaluación continua tendrá un peso del 20%. Para que se pueda sumar la calificación correspondiente a las pruebas de evaluación continua deberá obtener una calificación superior a 4 puntos (nota de corte) en el examen presencial. Si no se supera la nota de corte el estudiante no podrá aprobar la asignatura. La calificación obtenida en la evaluación continua durante el curso se conservará hasta la prueba presencial extraordinaria de septiembre. Si el alumno se presenta a esa prueba, y supera la calificación de corte, su nota será la suma de ambas calificaciones. En resumen, en esta modalidad: [nota final] = [nota prueba presencial] * 0.8 + [nota media de ambas PEC] * 0.2 Si ha realizado el Test y ha obtenido 18 puntos o más en el mismo: [nota final]= [nota examen]*0.8 + [nota PECs]*0.20+[Puntuación Test]*0.0278 La modalidad de examen final: La evaluación se hará únicamente a partir de la Prueba Presencial que tendrá un peso del 100% en la calificación final de la asignatura. Es decir: [nota final] = [nota prueba presencial] Si ha realizado el Test y ha obtenido 18 puntos o más en el mismo: [nota examen]+[Puntuación Test]*0.0278 Los alumnos que hayan realizado únicamente la 1ª PEC entrarán dentro de esta modalidad. |
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ISBN(13): 9788429143195
Title: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 2ª ed. Author: M. Purcell, Edward; Editorial: REVERTÉ |
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ISBN(13): 9788436246803
Title: ELECTROMAGNETISMO 1ª Author: López Rodríguez, Victoriano; Editorial: U.N.E.D. |
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ISBN(13): 9788436278729
Title: PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTROMAGNETISMO Author: Victoriano López Rodríguez; Editorial: Editorial UNED |
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ISBN(13): 9789702610557
Title: APLICACIONES EN ELECTROMAGNETISMO 5º Author: F.T. Ulaby; Editorial: PEARSON EDUCACIÓN |
Nota: Alguno de los libros indicados puede figurar como agotado en algunas librerías, pero posiblemente eso sea así en la edición concreta que figura en esta relación. Lo más probable es que el libro disponga de una edición más moderna con un ISBN distinto.
El libro Electromagnetismo, de Victoriano López Rodriguez, se encuentra descatalogado. No obstante seguimos incluyéndolo en esta relación porque se puede encontrar en la biblioteca de la Sede Central de la UNED y en otras bibliotecas de Centros Asociados.
Los recursos de apoyo al estudio se encontrarán en el curso virtual de la asignatura tal como se indica en los apartados de metodología y bibliografía básica.