Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Formato de syllabus del curso Teoría Electromagnética y Ondas 1. IDENTIFICACIÓN DE CURSO Escuela o unidad: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería
Nivel: Profesional Curso: Teoría Electromagnética y ondas Tipología de curso: Teórico Diseñador de curso: Wilmer Hernán Gutiérrez Ramos.
Fecha de elaboración: 6 de junio de 2016
Sigla: ECBTI Campo de formación: Formación interdisciplinar básica común Código: 203058 N° de créditos: 3 Actualizador de curso: Wilmer Hernán Gutiérrez Ramos Fecha de actualización: 6 de junio de 2017
Descripción del curso: Este curso es de carácter teórico, forma parte del campo de formación disciplinar común básico para ingeniería electrónica y telecomunicaciones y consta de tres (3) créditos. A su vez contiene tres unidades centradas en el reconocimiento del comportamiento de las ondas en medios abiertos acotados y medios guiados. La formación se centrará en el establecimiento estableci miento de bases conceptuales y matemáticas que permitan abordar temas de formación disciplinar específica como Antenas y microondas y a su vez conocer los principios básicos b ásicos para el análisis de conductores. Las unidades didácticas están distribuidas de la siguiente forma: - Electrodinámica y ondas: ondas: se presentan las bases conceptuales para la clasificación y caracterización de las ondas electromagnéticas en diferentes medios.
Unidad 1
Unidad 2 -
Ondas en Medios abiertos acotados: se acotados: se caracteriza el comportamiento de las ondas electromagnéticas en medios abiertos acotados y se define su comportamiento al incidir en diferentes superficies.
Unidad 3 -
Ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación: se definen los parámetros eléctricos de las guías de onda y líneas de transmisión.
2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos de formación del curso: - Generar apropiación en los estudiantes de las bases conceptuales y matemáticas que definen el comportamiento de las ondas electromagnéticas, de tal forma que estén en capacidad de reconocer y analizar fenómenos físicos aplicados a la caracterización y modelamiento de sistemas que trabajan con ondas en medios abiertos o guiados. - Propiciar el desarrollo de habilidades en los estudiantes para la resolución de problemas que tengan que ver con teoría electromagnética, campos y ondas a través del reconocimiento de los elementos que forman parte de estas á reas y el análisis de acuerdo a su naturaleza o la variable que se quiere determinar. - Brindar herramientas a los estudiantes que faciliten el análisis y la resolución de problemas disciplinares en el manejo de ondas en medios abiertos o guiados mediante el planteamiento de problemas, modelamiento y análisis de resultados en software de simulación.
Competencias del curso: - Reconoce el comportamiento de las ondas en diferentes medios de transmisión empleados en comunicaciones. - Identifica el espectro electromagnético y sus bandas de referencia y su importancia a la hora de caracterizar una señal electromagnética en un sistema de comunicación. - Reconoce las características de transmisión de las ondas electromagnéticas (Potencia transmitida, pérdidas y atenuación) y su importancia a la hora de modelar un sistema de comunicación bajo parámetros definidos, con el fin de garantizar su eficiencia y evitar sobrecostos. - Analiza el comportamiento de una onda al incidir en un plano normal buscando determinar las características de radiación de la misma. - Identifica los modos de propagación y polarización de ondas electromagnéticas de tal manera que se puede identificar el más adecuado de acuerdo a la aplicación que se esté analizando. - Caracteriza el comportamiento de una señal electromagnética al ser transmitida mediante una guía de onda. - Identifica los parámetros eléctricos de una línea de transmisión buscando determinar su nivel de eficiencia en una aplicación determinada.
3. CONTENIDOS DEL CURSO Unidade s/tema s 1. Electrod inámica y ondas Ondas electrom agnética s en dieléctric os perfectos . Ondas electrom agnética s en medios disipativ os. Ondas en buenos conducto res. Ondas en buenos Aislantes . Propagac ión en
Recursos educativos requeridos
Electrodinámica y ondas Paz Parra, Alejandro (2013). Electromagnetismo para ingeniería electrónica. Campos y Ondas. [pp. 181 - 247] Pontifica Universidad Javeriana Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/6555 La onda plana uniforme Hayt, W. H., & Buck, J. A. (2006). Teoría electromagnética (7a. ed.) [pp. 396 - 433]. España: McGraw-Hill España. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg= 419&docID=10515125&tm=1448223640821 Gutiérrez (2015). Caracterización de un medio [Video]. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/6804
medios abiertos.
2. Ondas en Medios abiertos acotado s Modos de propagac ión de ondas electrom agnética s. Modos de polarizac ión. Polarizac ión
Ondas en medios abiertos acotados Paz Parra, Alejandro (2013). Electromagnetismo para ingeniería electrónica. Campos y Ondas. [pp. 249 - 309] Pontifica Universidad Javeriana. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/6556 Ondas en medios abiertos acotados Gutiérrez (2015). Ondas en medios abiertos acotados [Video]. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/6803
Incidenci a en un plano normal.
3. Ondas electro magnéti cas en medios guiados y radiació n
Ondas Guiadas y Radiación Hayt, W. H., & Buck, J. A. (2006). Teoría electromagnética (7a. ed.) [pp. 480 - 541]. España: McGraw-Hill España. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg= 503&docID=10515125&tm=1448223741791 Líneas de transmisión Hayt, W. H., & Buck, J. A. (2006). Teoría electromagnética (7a. ed.) [pp. 331 - 395]. España: McGraw-Hill España. Recuperado de
Guías de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg= ondas 354&docID=10515125&tm=1448223782909 Parámetr os eléctrico s de líneas de transmisi ón.
Propagación de Ondas en las Líneas Propagación de Ondas en las Líneas. (2004). In R. Blake, Sistemas electrónicos de comunicaciones (2nd ed., pp. 470 -482). Mexico City: Cengage Learning. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2081/ps/i.do?id=GALE%7CCX406150 0109&v=2.1&u=unad&it=r&p=GVRL&sw=w&asid=2cf90e2b9d01765b9e1 ddea81dc8ca52 Línea de transmisión Bava, J. A., & Sanz, A. J. (1999). Técnicas de diseño de amplificadores de microondas (pp 1 - 17). La Plata, AR: D - Editorial de la Universidad Nacional de La Plata. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg= 8&docID=11201379&tm=1467238628627 Uso de la carta de Smith Gutiérrez (2015). Uso de la carta de Smith [Video]. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/6919
Recursos educativos adicionales para el curso: Unidad 1: Costa, Q. J., & López, A. F. (2012). Interacción electromagnética: teoría clásica [pp. 305 - 334]. España: Editorial Reverté. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=333&docID =11073009&tm=1447987817447
Unidad 2: Hayt, W. H., & Buck, J. A. (2006). Teoría electromagnética (7a. ed.) [pp. 434 - 479]. España: McGraw-Hill España. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=457&docID =10515125&tm=1448223705781
Unidad 3: Nasar, S. A. (2011). Sistemas eléctricos de potencia [pp. 20 – 51]. México: McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=29&docID= 10485798&tm=1445816354487
4. ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE Descripción de la estrategia de aprendizaje: La estrategia del curso será el aprendizaje basado en problemas (ABP). Barrows (1986) define al ABP como “un método de aprendizaje basado en el principio de usar problemas como punto de partida para la adquisición e integración de los nuevos conocimientos”. En esta estrategia podemos identificar cuatro pasos fundamentales, que deben ser tenidos en cuenta a la hora de abordar cada una de las actividades del curso: A. El profesor presenta a los alumnos una situación problema, previamente seleccionada o elaborada para favorecer determinadas competencias en el estudiante, establece las condiciones de trabajo y las presenta al grupo de trabajo colaborativo, donde se definirán los roles para abordar la situación. B. Los estudiantes identifican sus necesidades de aprendizaje (lo que no saben para responder al problema). C. Los estudiantes recogen información, complementan sus conocimientos y habilidades previos, reelaboran sus propias ideas, etc. D. Los estudiantes resuelven el problema y aportan una solución que presentan al profesor y al resto de los compañeros de la clase, dicha solución se discute identificándose nuevos problemas y se repite el ciclo. (Basado en el documento “Modalidades de enseñanza centradas en el desarrollo de competencias” de la universidad de Granada de España) Es muy importante tener en cuenta que las guías están diseñadas de tal manera que en un momento inicial deberán realizar una tarea de conceptualización básica que permitirá abordar los elementos conceptuales necesarios a la hora de resolver los problemas plateados. Las actividades se desarrollarán bajo la estrategia de aprendizaje basado en problemas, en tres Fases las cuales tienen un momento individual y otro grupal, correspondiendo a cada una de las unidades del curso, además se tendrá una actividad de reconocimiento, la cual representa la evaluación inicial del curso y una
actividad práctica, que dará la posibilidad de aplicar los conceptos vistos, haciendo uso de software de simulación. Cada una de las fases tendrá un espacio de conceptualización básica y de ejercicios propuestos. Se recomienda iniciar desarrollando los puntos correspondientes a la conceptualización, ya que permitirán la familiarización con los elementos necesarios para el desarrollo de los ejercicios.
5. DISTRIBUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES ACADÉMICAS DEL CURSO Semana
Contenidos a desarrollar
Actividad a desarrollar según la estrategia de aprendizaje
1y2
Electrodinámica y Ondas, Ondas en medios Abiertos Acotados y en medios guiados y radiación
3
Unidad 1: Electrodinámica y Ondas
4
Unidad 1: Electrodinámica y Ondas
Reconocimiento de los principales conceptos y variables empleadas en el análisis del comportamiento de una señal electromagnética e identificación de la aplicación de las temáticas en contextos prácticos reales. Apertura de la primera actividad de carácter colaborativo, e inicio de la conceptualización de los fundamentos básicos sobre la caracterización del comportamiento de las ondas, de acuerdo al medio en el que se estén propagando. Desarrollo del trabajo correspondiente a la conceptualización de las temáticas necesarias para abordar los problemas propuestos.
5 6 7
Unidad 1: Electrodinámica y Ondas Unidad 1: Electrodinámica y Ondas Unidad 2: Ondas en medios Abiertos Acotados
Desarrollo de la primera webconferencia, en la que se abordarán las temáticas de la unidad y se resolverán inquietudes. Desarrollo de los problemas propuestos. Consolidación y entrega de la primera actividad colaborativa. Apertura de la segunda actividad de carácter colaborativo, e inicio de la conceptualización sobre el comportamiento de las ondas en medios abiertos acotados, abordando fenómenos como refracción y reflexión.
8
Unidad 2: Ondas en medios Abiertos Acotados
9 10 11
12
13
14
15 y 16
Unidad 2: Ondas en medios Abiertos Acotados Unidad 2: Ondas en medios Abiertos Acotados Unidad 3: Ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación Unidad 3: Ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación
Unidad 3: Ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación Unidad 3: Ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación Electrodinámica y Ondas, Ondas en medios Abiertos Acotados y en medios guiados y radiación
Desarrollo del trabajo correspondiente a la conceptualización de las temáticas necesarias para abordar los problemas propuestos. Desarrollo de la primera webconferencia, en la que se abordarán las temáticas de la unidad y se resolverán inquietudes. Desarrollo de los problemas propuestos. Consolidación y entrega de la primera actividad colaborativa. Apertura de la tercera actividad de carácter colaborativo, e inicio de la conceptualización sobre la caracterización de las líneas de transmisión y el comportamiento de las ondas en medios guiados. Desarrollo del trabajo correspondiente a la conceptualización de las temáticas necesarias para abordar los problemas propuestos. Desarrollo de la primera webconferencia, en la que se abordarán las temáticas de la unidad y se resolverán inquietudes. Desarrollo de los problemas propuestos.
Consolidación y entrega de la primera actividad colaborativa.
Evaluación por proyecto, en la que se abordarán las temáticas correspondientes a cada una de las unidades del curso.
6. ESTRATEGIAS DE ACOMPAÑAMIENTO DOCENTE
Descripción de las estrategias de acompañamiento docente a utilizar en este curso. Para el desarrollo de las actividades académicas en el curso Teoría Electromagnética y Ondas, se proponen las siguientes estrategias de acompañamiento: - Franjas de atención por Skype de acuerdo a la programación de cada tutor. -Videoconferencia para solución de inquietudes, programada a partir de la segunda semana de apertura de cada actividad colaborativa. -Espacios de refuerzo por grupo que podrán programar los estudiantes desde el momento mismo de la apertura de la actividad. -Realimentación permanente a los aportes. -Diseño de material multimedia de apoyo, teniendo en cuenta las dificultades evidenciadas durante el desarrollo de la actividad. -Programación de talleres de refuerzo presenciales en los centros donde se tengan tutores adscritos a la red del curso.
7. PLAN DE EVALUACIÓN DEL CURSO Númer o de seman a 1-2
3-6
7-10
11-14
Momento s de la Productos a entregar según evaluació la estrategia de aprendizaje n Informe individual correspondiente a la actividad Inicial Fase I Realizar el reconocimiento del curso Informe colaborativo correspondiente a la actividad Intermedi Fase II - Reconocer la a Unidad 1 aplicación de la electrodinámica y ondas Informe colaborativo correspondiente a la actividad Intermedi Fase III - Comprender el a Unidad 2 comportamiento de las ondas en medios abiertos acotados Intermedi Informe colaborativo a Unidad 3 correspondiente a la actividad
Puntaje máximo/500 puntos
Ponderaci ón/500 puntos
25 25
110
350 110
130
15-16
Final
Fase IV - Analizar las ondas electromagnéticas en medios guiados y radiación Informe colaborativo correspondiente a la actividad Fase V - Realizar la actividad Final
Puntaje Total
125 125 500 puntos
500 puntos
