Guiaa Integrada Electromagnetismo 2015-II

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACIEscuela: ECBTI Programa: Ciencias BásicasCurso: Electromagnetismo Código: 201424

Guía Integrada de Actividades

Contexto de la estrategia de aprendizaje a desarrollar en el curso: Aprendizaje Basado en problemas, el estudiante en compromiso individual y en un análisis grupal hará una revisión comprensiva de las diferentes temáticas propuestas en este curso.

Temáticas a desarrollar: Reconocimiento del cursoNúmero de semanas: 3 semanas Fecha: Según Agenda del curso Momento de evaluación: Inicial Entorno: Evaluación y seguimiento

Fase de la estrategia de aprendizaje: Actividad de reconocimiento del curso.

Actividad individual Productos académicos y ponderación de la actividad individual

Cada estudiante debe elaborar un mapa conceptual donde muestre que identifico los diferentes entornos del curso y su contenido. El producto final debe enviarse a través del “entorno evaluación y seguimiento”.

Cada estudiante debe presentar la evaluación de reconocimiento del curso y conceptos previos en el “entorno evaluación y seguimiento”.

Reconocimiento de actores: mapa conceptual: (15 puntos)Un mapa conceptual que evidencie la exploración de los diferentes entornos del curso de electromagnetismo y el contenido de los mismos.

Reconocimiento de electromagnetismo: evaluación de reconocimiento : (10 puntos)Presentación de la evaluación de reconocimiento de electromagnetismo en el entorno de evaluación y seguimiento.

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Temáticas a desarrollar: “Campo electrostático, potencial eléctrico y campo eléctrico en la materia”, correspondientes a la UNIDAD UNO del curso de ELECTROMAGNETISMONúmero de semanas: 4 Fecha:

Según Agenda del curso

Momento de evaluación: Intermedia

Entorno: “Evaluación y seguimiento” y“Aprendizaje

colaborativo”.Fase de la estrategia de aprendizaje: Momento Uno

Actividad individual Productos académicos y ponderación dela actividad individual

Actividad colaborativa*

Productosacadémicos y

ponderación de la actividad colaborativa

Quiz en línea que abordará en forma individual los conocimientos adquiridos en la unidad 1.

Cada estudiante debe desarrollar (3) ejercicios de los propuestos para la unidad y compartirlos en el foro colaborativo con los demás integrantes del grupo, verificando que los ejercicios desarrollados no coincidan con los presentados por otro compañero. Estos ejercicios deben ser compartidos en las dos primeras semanas de la construcción del trabajo colaborativo. (Los ejercicios se encuentran como anexo 1 al finalizar la guía.

Quiz 1: (20 puntos)

El quiz 1 se debe presentar en el entorno de evaluación y seguimiento.

Registrar en el e-portafolio, sus fortalezas, dificultades y sus oportunidades para mejorar (entorno evaluación y seguimiento)

Del total de ejercicios resueltos por el grupo y publicados en el foro colaborativo y de su verificación correspondiente, se debe organizar un documento donde en el desarrollo de los ejercicios debe aparecer registrado con el nombre de cada estudiante según lo hayan realizado cada uno de los puntos. También en la verificación de los ejercicios debe

Trabajo colaborativo: (40 puntos)

El producto final o trabajo colaborativo Fase 1 se debe entregar en el entorno de evaluación y seguimiento por un integrante del grupo, de acuerdo con el rol asignado por el grupo colaborativo.

Debe presentar las soluciones haciendo uso del editor de ecuaciones.

Antes de cada solución

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Cada estudiante debe escoger (2) de los ejercicios desarrollados por sus

compañeros y verificar el desarrollo adecuado del mismo, indicando la

temática a la que hace referencia el ejercicio escogido y las variables físicas que allí se utilizan. Estas

verificaciones deben ser compartidos en el foro colaborativo tres días antes

del cierre de la actividad

aparecer registrado el nombre de quien haya realizado este proceso. El documento debe ser entregado por el líder del grupo en el entorno “Evaluación y seguimiento”, para que sea debidamente reconocido y de paso calificado o evaluado por el tutor del curso.

Realizar la sesión de componente práctico de forma presencial correspondiente a la unidad 1 en el sitio asignado con el CEAD respectivo.

debe existir un título que permita diferenciar el

inicio de cada uno de los problemas.

Presentar portada.

La solución debe hacerse en un documento Word

El archivo debe llamarse: Trabajo colaborativo 1_número del grupo

Componente práctico unidad 1: (57 puntos)

Asistir a la sesión de componente práctico, realizar las actividades

respectivas y presentar los informes de laboratorio al

tutor del componente práctico

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Temáticas a desarrollar: “Campo magnético estático, materiales y dispositivos magnéticos”, correspondientes a la UNIDAD DOS del curso de ELECTROMAGNETISMONúmero de semanas: 4 Fecha:

Según Agenda del curso



colaborativo”.Fase de la estrategia de aprendizaje: Momento dos






Cada estudiante debe desarrollar (3) ejercicios de los propuestos para la unidad y compartirlos en el foro colaborativo con los demás integrantes del grupo, verificando que los ejercicios desarrollados no coincidan con los presentados por otro compañero. Estos ejercicios deben ser compartidos en las dos primeras semanas de la construcción

Quiz 2: (20 puntos)



Del total de ejercicios resueltos por el grupo y publicados en el foro colaborativo y de su verificación correspondiente, se debe organizar un documento donde en el desarrollo de los ejercicios debe aparecer registrado con el nombre de cada estudiante según lo hayan realizado cada uno de



Debe presentar las

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del trabajo colaborativo. (Los ejercicios se encuentran al finalizar la guía como anexo 2)






los puntos. También en la verificación de los ejercicios debe aparecer registrado el nombre de quien haya realizado este proceso.

El documento debe ser entregado por el líder del grupo en el entorno “Evaluación y seguimiento”, para que sea debidamente reconocido y de paso calificado o evaluado por el tutor del curso.


soluciones haciendo uso del editor de ecuaciones.

Antes de cada solución debe existir un título que

permita diferenciar el inicio de cada uno de los

problemas.

Presentar portada.



Componente práctico unidad 2 : (57 puntos)




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Temáticas a desarrollar: “Inducción magnética y ondas electromagnéticas”, correspondientes a la UNIDAD TRES del curso de ELECTROMAGNETISMO

Número de semanas: 4 Fecha:Según Agenda del

curso



colaborativo”.Fase de la estrategia de aprendizaje: Momento tres






Cada estudiante debe desarrollar (3) ejercicios de los propuestos para la unidad y compartirlos en el foro colaborativo con los demás integrantes del grupo, verificando que los ejercicios desarrollados no coincidan con los presentados por

Quiz 3: (20 puntos)


Del total de ejercicios resueltos por el grupo y publicados en el foro colaborativo y de su verificación correspondiente, se debe organizar un documento donde en el desarrollo de los ejercicios debe aparecer registrado con el nombre de



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otro compañero. Estos ejercicios deben ser compartidos en las dos primeras semanas de la construcción del trabajo colaborativo. (Los ejercicios se encuentran al finalizar la guía como anexo 3)







cada estudiante según lo hayan realizado cada uno de los puntos.También en la verificación de los ejercicios debe aparecer registrado el nombre de quien haya realizado este proceso.El documento debe ser entregado por el líder del grupo en el entorno “Evaluación y seguimiento”, para que sea debidamente reconocido y de paso calificado o evaluado por el tutor del curso.


Debe presentar las soluciones haciendo uso del editor de ecuaciones.

Antes de cada solución debe existir un título que

permita diferenciar el inicio de cada uno de los

problemas.

Presentar portada.



Componente práctico unidad 3 : (56 puntos)



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Evaluación final por POC en relación con la estrategia de aprendizaje:Número de semanas: 1 Fecha:

Según Agenda del cursoMomento de evaluación:Final

Entorno:tema D (virtual)

Actividad individualProductos académicos y ponderación de la

actividad individual Actividad colaborativa*Productos académicos y


Prueba Nacional Objetiva Cerrada en Campus Virtual “Entorno de Evaluación y Seguimiento”

Prueba Nacional: (125 puntos)

*Lineamientos para el desarrollo del trabajo colaborativo

Planeación de actividades para el desarrollo del trabajo colaborativo Roles a desarrollar por el estudiante dentro del grupo colaborativo

Roles y responsabilidades para la producción de entregables por los

estudiantes

Para que el trabajo colaborativo sea más amigable y eficiente los integrantes del grupo deben:

1. Verificar la fecha de apertura de los trabajos colaborativos

Los roles que usted como estudiante e integrante del grupo puede seleccionar son:

Proveedor : estudiante que provee información clara, concisa, veraz y pertinente como insumo al trabajo a consolidar. ESTE ROL ES OBLIGATORIO PARA TODOS LOS INTEGRANTES DEL GRUPO.

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2. Leer detalladamente la guía de la actividad colaborativa

3. Ingresar tempranamente al foro y hacer una breve presentación personal dentro del mismo

4. Seleccionar el rol que desean cumplir dentro de cada trabajo colaborativo.

5. Iniciar tempranamente sus aportes significativos.

Verificar que se haya consolidado el trabajo con todos los ítems solicitados y se haya enviado o subido apropiadamente en el

entorno de evaluación y seguimiento

Compilador: estudiante que debe consolidar los aportes de los proveedores y dejarlo en el foro colaborativo para que sea revisado.

Revisor: Asegurar que el escrito cumpla con las normas de presentación de trabajos exigidas por el docente: normas APA en la bibliografía y dentro del texto, tipo de letra, etc.

Evaluador: Asegurar que el documento contenga todos los ítems o puntos que el tutor solicita en la guía y en rúbrica de la actividad.

Alertas: ingresar tempranamente al foro, animar a los compañeros, llamarlos o comunicarse con ellos si no han ingresado oportunamente, revisar que hayan subido sus aportes individuales, verificar que todos cumplan su rol y avisar novedades sobre el trabajo e informar al docente mediante la mensajería del curso.

Entregas: Alertar sobre los tiempos de entrega de los productos y enviar el documento en los tiempos estipulados y por el link solicitado en el ENTORNO DE EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO.

Aunque se asignen roles para realizar el trabajo colaborativo, todos deben velar por que la entrega del trabajo se realice en las fechas estipuladas, con los ítems solicitados y un excelente presentación del trabajo.

Recomendaciones por el docente:

Entrar tempranamente a los foros Leer detalladamente la guía de cada una de las actividades Comunicarse con el docente o tutor virtual por medio del correo interno del curso Asumir con responsabilidad los roles seleccionados. Hacer la bibliografía de todos los trabajos entregados en NORMAS APA. Leer permanentemente las Noticias del curso. Leer siempre los mensajes enviados por el correo interno del curso. Si tiene alguna duda, lo recomendable es escribir por el correo interno del curso a su tutor.

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Uso de la norma APA, versión 3 en español (Traducción de la versión 6 en inglés)

Para hacer las referencias bibliográficas de los trabajos solicitados, por favor remítase a:http://www.suagm.edu/umet/biblioteca/pdf/GuiaRevMarzo2012APA6taEd.pdf

Políticas de plagio: ¿Qué es el plagio para la UNAD? El plagio está definido por el diccionario de la Real Academia como la acción de "copiar en lo sustancial obras ajenas, dándolas como propias". Por tanto el plagio es una falta grave: es el equivalente en el ámbito académico, al robo. Un estudiante que plagia no se toma su educación en serio, y no respeta el trabajo intelectual ajeno.

No existe plagio pequeño. Si un estudiante hace uso de cualquier porción del trabajo de otra persona, y no documenta su fuente, está cometiendo un acto de plagio. Ahora, es evidente que todos contamos con las ideas de otros a la hora de presentar las nuestras, y que nuestro conocimiento se basa en el conocimiento de los demás. Pero cuando nos apoyamos en el trabajo de otros, la honestidad académica requiere que anunciemos explícitamente el hecho que estamos usando una fuente externa, ya sea por medio de una cita o por medio de un paráfrasis anotado (estos términos serán definidos más adelante). Cuando hacemos una cita o una paráfrasis, identificamos claramente nuestra fuente, no sólo para dar reconocimiento a su autor, sino para que el lector pueda referirse al original si así lo desea.

Existen circunstancias académicas en las cuales, excepcionalmente, no es aceptable citar o parafrasear el trabajo de otros. Por ejemplo, si un docente asigna a sus estudiantes una tarea en la cual se pide claramente que los estudiantes respondan utilizando sus ideas y palabras exclusivamente, en ese caso el estudiante no deberá apelar a fuentes externas aún, si éstas estuvieran referenciadas adecuadamente.

Para mayor información visitar el siguiente link: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/434206/ContenidoLinea/seccin_2313_poltica_sobre_el_plagio.html

ANEXOS

EJERCICIOS UNIDAD 1

1. ¿Cuál es la magnitud de una carga punto tal que el campo eléctrico a 50 cm de ella tenga una magnitud de 2.0 N/C?

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http://datateca.unad.edu.co/contenidos/434206/ContenidoLinea/seccin_2313_poltica_sobre_el_plagio.html

http://www.suagm.edu/umet/biblioteca/pdf/GuiaRevMarzo2012APA6taEd.pdf


2. Determinen la fuerza eléctrica que actúa sobre las cargas q 1 = + 1 x 10-6 C y q2 = + 2,5 x 10-6 C, las cuales se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 5 cm. Dibujen un esquema del ejercicio. ¿La fuerza eléctrica es de atracción o de repulsión? Justifiquen su respuesta.

3. Determinen el valor del campo eléctrico en un punto A sabiendo que si se coloca un electrón en dicho punto recibe una fuerza de F = 6,4 x 10-14 N. Recuerden que la carga del electrón es e- = -1,6 x 10-19 C. Dibuje un esquema del ejercicio.

4. Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C tiene la dirección x positiva. Se deja en libertad una carga puntual Q = 3 x 10-6 C, inicialmente en reposo y ubicada en el origen de coordenadas. ¿Cuál es el cambio en energía potencial del sistema, si la carga se desplaza desde x = 0m hasta x = 4m ?

5. Calcule la capacidad equivalente a los condensadores: C1 = 3 mF, C2 = 6 mF y C3 = 12 mF, si: a) están conectados en serie y b) están conectados en paralelo. Recuerden que el prefijo “ m ” es de “ mili ” y equivale a 10-3

6. Una esfera metálica de paredes delgadas tiene 25 cm. de radio y lleva una carga de 2x 10-7C. Encuentre E para un punto dentro de la esfera y para un punto fuera de la esfera.

7. Un electrón de 100 eV se dispara directamente hacia una gran placa metálica que tiene una densidad de carga superficial de - 2x 10-

6C/m2. ¿Desde qué distancia debe dispararse el electrón para que llegue casi a pegar en la placa?

8. Una lámina infinita cargada tiene una densidad superficial de carga 1x 10-7C/m2. ¿qué separación tienen dos superficies equipotenciales entre las cuales hay una diferencia de potencial de 5 voltios?

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9. Dos condensadores de 2.0 µF y 4.0 µF se conectan en paralelo y se les aplica una diferencia del potencial de 300 voltios. Calcule la energía total almacenada en el sistema.

10. En una resistencia de 10 Ω pasa una corriente de 5 Amperios durante 4 minutos. ¿cuántos coulombios pasan por una sección cualquiera de la resistencia en ese tiempo? ¿cuántos electrones pasan?

11. Una pequeña esfera de 1.0 x 10-8C cuelga de un hilo de seda que forma un ángulo de 30° con una gran lamina conductora. Calcule la densidad de carga superficial de la lámina.

12. Una partícula alfa, que se dirige a la superficie de un núcleo de oro, se encuentra a distancia igual a un radio nuclear (6.9 x 10 -15m) de esa superficie. ¿cuáles son las fuerzas sobre esa partícula y su aceleración en ese punto? La masa de la partícula alfa puede tratarse como 6.7 x 10-27 kg.

13. Una hoja de oro que se usa en un experimento de dispersión, tiene un espesor 3.0 x 10 -5 cm. ¿qué fracción de su área superficial está obstruida por los núcleos de oro, suponiendo un radio nuclear de 6.9 x 10-15 cm?

14. Haga un esquema de un dispositivo de 3 cargas puntuales separadas por distancias finitas que tengan una energía potencial eléctrica cero.

15. Una esfera de metal aislada cuyo diámetro es de 10 cm, tiene un potencial de 8000 voltios. ¿cuál es la densidad de energía en la superficie de la esfera?

EJERCICIOS UNIDAD 2

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1. En un experimento nuclear se mueve un protón de 1.0 Mev. en un campo magnético uniforme siguiendo una trayectoria circular. ¿Qué energía debe tener una partícula alfa para seguir la misma órbita?

2. Un alambre de 1.0 m de largo lleva una corriente de 1.0 m de largo lleva una corriente de 10 amperios y forma un ángulo de 30° con un campo magnético B igual a 1.5 weber/m2. Calcule la magnitud y dirección de la fuerza que obra sobre el alambre.

3. Un alambre de 60 cm. de longitud y 10 gr de masa está suspendido mediante unos alambres flexibles en un campo magnético de inducción de 0.40 weber/m2. ¿Cuál es la magnitud y dirección de la corriente que se requiere para eliminar la tensión en los alambres que lo sostienen?

4. Un protón, un neutrón y una partícula alfa, con iguales energías cinéticas entran a una región de campo magnético uniforme, moviéndose perpendicularmente a B. Compare los radios de sus trayectorias circulares.

5. En un ciclotrón se está moviendo un deutrón en un campo magnético de 1.5 weber/m2 y una órbita de 2.0 m de radio. Debido a un choque rasante con un blanco, el deutrón se desintegra con una pérdida insignificante de energía cinética, en un protón y un neutrón.

6. Cuál es el mínimo campo magnético (magnitud y dirección) que habría que establecer en el Ecuador para hacer un protón de velocidad 1.0 X 10 m/seg. circulara alrededor de la tierra?

7. En un campo magnético de E= 0.50 weber/m2, ¿para qué radio de trayectoria circulará un electrón con una velocidad de 0.1?

8. Una línea de potencia recta porta 30A, es perpendicular al campo magnético de la tierra de 0.50 x 10-4 T. ¿cuál es la magnitud de la fuerza que se ejerce sobre 100 m de esta línea de transmisión?

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9. Un protón que tiene una rapidez de 5.0 x 106 m/s en un campo magnético siente una fuerza de 8.0 x 10-14 N hacia el oeste cuando se mueve verticalmente hacia arriba. Cuando se mueve horizontalmente en una dirección rumbo al norte, siente fuerza cero. Determine la magnitud y dirección del campo magnético en esta región. (La carga sobre un protón es q= 1.6 x 10-19C.

10. Un electrón viaja a 2.0 x 107 m/s en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme de 0.010T. Describa su trayectoria cuantitativamente.

11. Un alambre eléctrico en la pared de un edificio porta una corriente cd de 25A verticalmente hacia arriba. ¿cuál es el campo magnético debido a esta corriente en un punto P a 10 cm al norte del alambre?

12. Determine la magnitud y dirección de la fuerza entre dos alambres paralelos de 35 m de largo y separados 6.0 cm, si cada uno porta 25A en la misma dirección.

13. ¿cuánta corriente fluye en un alambre de 4.8 m de largo si la fuerza máxima sobre él es de 0.75 N cuando se coloca en un campo uniforme de 0.0800 T?

14. Un delgado solenoide de 12 cm de largo tiene un total de 420 vueltas de alambre y porta una corriente de 2.0 A. Calcule el campo en el interior, cerca del centro.

15. Un solenoide de 30 cm de largo y 1.25 cm de diámetro producirá un campo de 0.385 T en su centro. ¿cuánta corriente debe portar el solenoide si tiene 975 vueltas de alambre?

EJERCICIOS UNIDAD 314


1. Una inductancia de 10 H lleva corriente estable de 2.0 A. ¿cómo puede hacerse que se forme en la inductancia una fem autoinducida de 100 voltios?

2. Dos inductancias L1 y L2 se conectan en serie y están separados una gran distancia. Demuestre que la inductancia L es L1 + L2

3. Se hace un solenoide con una sola capa de alambre de Cu No. 10 (diámetro=0,00254m). Tiene 4.0 cm de diámetro y 2.0 m de largo. ¿cuál es la inductancia por unidad de longitud del solenoide cerca de su centro? Suponga que los alambres adyacentes están pegados y que el espesor de aislamiento es insignificante.

4. La inductancia de una bobina apretada de 400 vueltas es de 8ohmios. ¿cuál es el flujo magnético que pasa por la bobina cuando la corriente es de 5 x 10-3A?

5. Se aplica una diferencia de potencial de 50 voltios a una bobina de L=50 H y R=180 . ¿con qué rapidez aumentara la corriente después de 0.001 seg?

6. Una bobina con una inductancia de 2.0 H y una resistencia de 10 . Se conecta a una batería sin resistencia de 100 voltios. Transcurrido 0.1 seg después de hacer la conexión, calcúlese la rapidez con que se está almacenando energía en el campo magnético.

7. Una bobina con una inductancia de 2.0 H y una resistencia de 10 . Se conecta a una batería sin resistencia de 100 voltios. ¿cuál es la corriente de equilibrio?

8. Una espira circular de alambre de 5.0 cm de radio, lleva una corriente de 100 A. ¿cuál es la densidad de energía en el centro de la espira?

9. Demuestre que la autoinductancia de un tramo de longitud L de un alambre largo relacionada con el flujo del alambre es:

L=μ0 l

8 π10. Un tramo de alambre de Cu No. 10 lleva una corriente de 10 A. El diámetro del alambre es 0.00254 m y su resistencia 0.033.

Calcule la densidad de energía magnética

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11. Cuál debe ser la intensidad de un campo eléctrico uniforme para que tenga la misma densidad de energía que la que tiene un campo magnético de 5000 Gauss?

12. Se dispone de un condensador de 1.0 F. Cómo podría producir una corriente de desplazamiento (instantánea) de 1.0 A en el espacio entre sus armaduras.

13. Suponga que los núcleos (protones) en 1.0 gramo de agua pudieran alinearse todos. ¿qué inducción magnética B se produciría a 5.0 cm de la muestra a lo largo de su eje de alineamiento?

14. Un avión viaja a 1000 km/h en una región donde el campo magnético de la Tierra es 5.0 x 10 -5 T y es casi vertical. ¿cuál es la diferencia de potencial inducida entre las puntas de las alas que están separadas 70 m?

15. Una bobina tiene una resistencia de 1.0 y una inductancia de 0.30 H Determine la corriente en la bobina si se le aplican 120 V cd.

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