Syllabus Teoria Electromagnetica y Ondas 2016 1

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PROCEDIMIENTO RELACIONADO: DISEÑO DE CURSOS PÁGINAS:

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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: Teoría Electromagnética y Ondas CÓDIGO: 203058

TIPO DE CURSO: Teórico

N° DE CRÉDITOS: Tres (3) Créditos académicos N° DE SEMANAS: 16

CONOCIMIENTOS PREVIOS: Para el desarrollo del curso de Teoría Electromagnéticas y Ondas es necesario que el estudiante tenga claridad en el manejo de cálculo vectorial, tenga fundamentos en teoría de campos, electrostática y magnetostática. Así mismo es importante que reconozca el comportamiento de la corriente eléctrica en medios físicos, teniendo claridad de sus leyes y conceptos. Además de que cuente con conocimientos en cálculo diferencial, integral y ecuaciones diferenciales.

DIRECTOR DEL CURSO: Wilmer Hernán Gutiérrez Ramos

FECHA DE ELABORACIÓN: 1 de diciembre de 2015

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 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 para el análisis de


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conductores.

Las unidades didácticas están distribuidas de la siguiente forma:

Unidad 1 - Electrodinámica y ondas: se presentan las bases conceptuales para la clasificación y caracterización de las ondas

electromagnéticas en diferentes medios.

Unidad 2 - Ondas en Medios abiertos 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:

- 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


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electromagnética, campos y ondas a través del reconocimiento de los elementos que forman parte de estas áreas 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 Generales 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.


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3. CONTENIDOS DEL CURSO

Esquema del contenido del curso:


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Nombre de

la unidad

Contenidos de Aprendizaje Referencias Bibliográficas Requeridas

Unidad 1:

Electrodinám

ica y ondas

Tangente de Pérdidas

1. Ondas electromagnéticas en

dieléctricos perfectos.

Velocidad de propagación.

Índice de refracción.

Constante de fase.

Longitud de onda.

2. Ondas electromagnéticas en

medios disipativos.



Tangente delta

NOVAMIRON. (s.f.). Tangente delta y Capacidad. Recuperado el 18

de Junio de 2014,(pp.[3]) de Sitio web de la empresa de

transformadores NOVAMIRON:

http://www.novamiron.com.ar/images/TangenteDelta.pdf Pág.

[2-3]

Ondas electromagnéticas. Conceptos básicos

Universidad de Córdoba. (s.f.). Ondas Electromagnéticas - Conceptos

Básicos. (pp. [10]-41). Recuperado el 26 de Marzo de 2013, de

Sito web del departamento de Ingeniería Eléctrica:

http://www.uco.es/organiza/departamentos/ing-

electrica/documentos/ONDAS_EM_CONCEPTOS_BASICOS.

pdf

http://www.novamiron.com.ar/images/TangenteDelta.pdf

http://www.uco.es/organiza/departamentos/ing-electrica/documentos/ONDAS_EM_CONCEPTOS_BASICOS.pdf




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Nombre de

la unidad


Constante de fase.

Longitud de onda.

3. Ondas en buenos conductores.



Constante de fase.

Longitud de onda.

Efecto piel y resistencia AC.

4. Ondas en buenos Aislantes.


La onda plana uniforme

Hayt, W. H., & Buck, J. A. (2006). Teoría electromagnética (7a. ed.)

[pp. 396 - 433]. España: McGraw-Hill España. Disponible en

http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2068/lib/unadsp/reader.acti

on?ppg=419&docID=10515125&tm=1448223640821

Ondas Electromagnéticas

Costa, Q. J., & López, A. F. (2012). Interacción electromagnética:

teoría clásica [pp. 305 - 334]. España: Editorial Reverté.

Disponible en


on?ppg=333&docID=11073009&tm=1447987817447

http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2068/lib/unadsp/reader.action?ppg=419&docID=10515125&tm=1448223640821





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Nombre de

la unidad



Constante de fase.

Longitud de onda.

5. Propagación en medios abiertos.

Espectro electromagnético y

bandas de referencia

Potencia eléctrica transmitida

mediante ondas

electromagnéticas.

Vector de Poynting y potencia de

las ondas.


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Nombre de

la unidad


Pérdidas por propagación.

Atenuación.

Unidad 2:

Ondas en

Medios

abiertos

acotados

1. Modos de propagación de ondas

electromagnéticas.

Propagación a través de una pared

infinita.

Propagación de ondas planas en

direcciones generales.

Propagación de ondas en medios

dispersivos

2. Modos de polarización.

Polarización lineal, circular,

Propagación de Ondas Electromagnéticas

Universidad de las Americas Puebla. (s.f.). Propagación de Ondas

Electromagnéticas. Obtenido de Sitio web de la Universidad de

las Americas Puebla:

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/vila_b_ca

/capitulo1.pdf

Reflexión de Ondas planas y radiación


http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/vila_b_ca/capitulo1.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/vila_b_ca/capitulo1.pdf


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Nombre de

la unidad


elíptica.

Modos de polarización TE, TM Y

TEM.

Coeficientes de Fresnel.

3. Incidencia en un plano normal.

Coeficientes de Fresnel de

Reflexión y transmisión,

Potencia incidente y reflejada.

Reflexión total y ondas

estacionarias.

Reflexión parcial.



on?ppg=457&docID=10515125&tm=1448223705781




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Nombre de

la unidad


Relación de ondas estacionarias

ROE.

Reflectancia y transmitancia.

Unidad 3:

Ondas

electromagné

ticas en

medios

guiados y

radiación

1. Guías de ondas

Campos en líneas de transmisión y

constantes fundamentales.

Funcionamiento de una guía de

onda básica.

Análisis de ondas planas en guías

de ondas de placas paralelas.

Guías de ondas rectangulares.

Ondas Guiadas y Radiación




on?ppg=503&docID=10515125&tm=1448223741791

Líneas de transmisión





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Nombre de

la unidad


Modos de propagación.

Guías de ondas circulares

Fibra óptica.

2. Parámetros eléctricos de líneas

de transmisión.

Impedancia de entrada en líneas

de transmisión acotadas.

Acoples y propagación.

Modelos de líneas de transmisión.

Parámetros concentrados y

distribuidos.



on?ppg=354&docID=10515125&tm=1448223782909

Parámetros de las líneas de transmisión – El cálculo de líneas de

transmisión

Nasar, S. A. (2011). Sistemas eléctricos de potencia [pp. 20 – 51].

México: McGraw-Hill Interamericana. Disponible en


on?ppg=29&docID=10485798&tm=1445816354487.






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Nombre de

la unidad


Máximos y mínimos de voltaje.

Potencia y pérdidas en las líneas

de transmisión.

Transformador de impedancias.

Carta de Smith.

Parámetros de transmisión.

Referencias Bibliográficas complementarias Paz Parra, Alejandro. Electromagnetismo para ingeniería electrónica.

Campos y Ondas. Pontifica Universidad Javeriana. 2013.

Hayt, William H. Buck, John A. Teoría Electromagnética.

McGrawHill. 2006

Neri Vela, R. (1999). Líneas de transmisión. México: McGRAW-


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Nombre de

la unidad


HILL.

Sadiku, M. (2007). Elementos de electromagnetismo. México:

Alfaomega.

K. Cheng, D. (1998). Fundamentos de electromagnetismo para

ingeniería. Mexico: Pearson.


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4. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad Contenido de

Aprendizaje Competencia

Indicadores de

desempeño

Estrategia de

Aprendizaje

N°

de

Sem

s

Evaluación

Propósito Criterios

de

evaluación

Ponderació

n

Unidad 1:

Electrodinámic

a y ondas

-Tangente de

Pérdidas

-Ondas

electromagnética

s en dieléctricos

perfectos.

-Ondas

electromagnética

s en medios

disipativos.

-Ondas en

-Reconoce el

comportamiento

de las ondas en

diferentes

medios de

transmisión

empleados en

comunicaciones.

-Identifica el

-Identifica cada

medio de

acuerdo a la

tangente de

pérdidas.

-Determina los

parámetros de

una onda de

acuerdo al medio

Actividad de

tipo

Individual: El

estudiante debe

realizar el

reconocimiento

general del

curso, iniciando

con una

aproximación al

4 -Lograr que el

estudiante

identifique cada

uno de los

elementos del

curso y genere

apropiación por

las temáticas del

mismo.

-Reconoce

los

parámetros

de las

ondas en

diferentes

medios de

propagació

n.

5%


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buenos

conductores.

-Ondas en

buenos

Aislantes.

-Propagación en

medios abiertos.

espectro

electromagnétic

o y sus bandas

de referencia y

su importancia a

la hora de

caracterizar una

señal

electromagnétic

a en un sistema

de

comunicación.

-Reconoce las

características

de transmisión

de transmisión.

-Identifica el

espectro

electromagnético

y su relación con

los parámetros

de una onda.

-Emplea los

principios de la

teoría

electromagnética

para determinar

la potencia de

transmisión y

concepto de

Tangente de

pérdidas y su

aplicación para

caracterizar un

medio, además

deberá

identificar que

otros

parámetros

permiten su

caracterización.

Aprendizaje

basado en

problemas:

-Determinar la

capacidad del

estudiante para

apropiarse de los

conceptos de los

parámetros de las

ondas basado en

su conocimiento

de

electromagnetism

o.

-Establecer el

nivel de

comprensión de

la aplicación de

-Determina

la potencia

de las

ondas y las

pérdidas

por

propagació

n.

20%


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de las ondas

electromagnétic

as (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.

pérdidas de una

onda

electromagnética

.

Haciendo uso de

esta estrategia

didáctica se

presentará a los

estudiantes una

serie de

problemas con

el objetivo de

que a través del

aprendizaje

autónomo y en

equipos de

forma

colaborativa,

realicen

razonamientos

los parámetros de

las ondas a la

solución de

problemas que

impliquen el uso

de los mismos.


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críticos que son

claves a la hora

de resolver los

cuestionamiento

s.

Para Cada una

de las unidades

se desarrollará

una Fase de

carácter

individual y una

Fase grupal.

En la fase

individual se

buscará que el


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estudiante tenga

claridad de los

conceptos y en

la fase grupal

deberá resolver

los problemas

planteados de

acuerdo a estos:

Fase I

individual: En

esta fase el

estudiante

deberá

reconocer cada

uno de los


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parámetros de

las ondas en

diferentes

medios, así

como identificar

la aplicación del

vector de

Poynting para

determinar la

potencia en una

onda.

Fase I grupal:

Partiendo de los

elementos

cognitivos


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adquiridos en la

fase individual,

de forma

colectiva se

deberán resolver

una serie de

ejercicios que

permiten la

apropiación de

dichos

conceptos.

Unidad 2:

Ondas en

Medios abiertos

acotados

-Modos de

propagación de

ondas

electromagnética

s.

-Analiza el

comportamiento

de una onda al

incidir en un

-Identifica los

modos de

propagación de

las ondas

Aprendizaje

basado en

problemas:

4 -Establecer el

nivel de

apropiación de

los conceptos de

-Identifica

los modos

de

propagació

20%


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-Modos de

polarización.

-Incidencia en

un plano

normal.

plano normal

buscando

determinar las

características

de radiación de

la misma.

-Identifica los

modos de

propagación y

polarización de

ondas

electromagnétic

as de tal manera

que se puede

identificar el

electromagnética

s.

-Identifica el

comportamiento

de las ondas

electromagnética

s en diferentes

medios.

-Reconoce los

modos de

polarización de

las ondas.

-Calcula la

Fase II

individual: En

esta fase el

estudiante se

apropiará de los

conceptos de

propagación,

reflexión,

polarización y

coeficientes de

Fresnel.

Fase II Grupal:

En esta fase se

resolverán

problemas sobre

propagación,

polarización y

reflexión de

ondas

electromagnéticas

.

-Determinar la

capacidad de

aplicación de los

conceptos a la

resolución de

problemas y

análisis de

resultados

obtenidos

n de las

ondas EM.

-Reconoce

los modos

de

polarizació

n de las

ondas EM.

-Identifica

los

parámetros

de las

ondas al

incidir en


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más adecuado

de acuerdo a la

aplicación que

se esté

analizando.

impedancia y

parámetros de

incidencia de las

ondas a partir de

las leyes y

principios de la

teoría

electromagnética

.

propagación,

reflexión y

polarización.

mediante

simulaciones.

diferentes

superficies.

Unidad 3:

Ondas

electromagnétic

as en medios

guiados y

radiación

-Guías de ondas

-Parámetros

eléctricos de

líneas de

transmisión.

-Caracteriza el

comportamiento

de una señal

electromagnétic

a al ser

transmitida

-Reconoce los

diferentes tipos

de guías de

onda.

-Identifica los

Aprendizaje

basado en

problemas:

Fase III

individual: El

4 -Establecer el

nivel de

apropiación de

los conceptos de

guías de Onda,

líneas de

-Identifica

los tipos de

guías de

ondas y los

parámetros

de las

20%


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mediante una

guía de onda.

-Identifica los

parámetros

eléctricos de

una línea de

transmisión

buscando

determinar su

nivel de

eficiencia en

una aplicación

determinada.

modos de

propagación de

ondas a través de

una guía de

onda.

-Calcula los

parámetros de

una onda al

transmitirse a

través de una

guía de onda.

-Identifica los

tipos de líneas de

transmisión.

estudiantes

generará

apropiación de

los conceptos de

guía de Ondas y

líneas de

transmisión, así

como de los

parámetros

eléctricos de las

mismas.

Fase III

grupal: En esta

fase se

resolverán

transmisión y sus

parámetros

eléctricos.

-Determinar la

capacidad de

aplicación de esos

conceptos a la

solución de

problemas.

mismas.

-Reconoce

los

parámetros

eléctricos

de una

línea de

transmisión

.


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-Realiza el

modelamiento de

una línea de

transmisión.

-Calcula la

impedancia de

entrada de una

línea de

transmisión bajo

diferentes

condiciones.

-Determina los

valores máximos

problemas de

guías de ondas y

líneas de

transmisión de

acuerdo al

conocimiento

adquirido en la

fase individual.


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y mínimos de

voltaje en una

línea de

transmisión.

-Halla las

pérdidas en una

línea de

transmisión.

-Emplea la carta

de Smith para

determinar los

parámetros

básicos de una

línea de


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transmisión.

La totalidad de

las unidades del

curso

La totalidad de

los contenidos

del curso.

-Aplica los

conocimientos

adquiridos en

cada una de las

unidades

haciendo uso de

software de

simulación.

-Diseña gráficas

en Excel que

permiten

caracterizar el

comportamiento

de las ondas en

medios abiertos

y acotados.

-Emplea

simuladores en

la determinación

de los

parámetros

Se desarrollará

una guía

práctica donde

el estudiante

debe graficar los

resultados de los

planteamientos

en Excel e

interpretarlos.

Se desarrollará

un trabajo

práctico donde

el estudiante

4 -Determinar el

nivel de

apropiación de

los conceptos

vistos en las

unidades del

curso y la

capacidad para

solucionar

problemas de

aplicación de los

mismos.

-Emplea

software de

simulación

en la

solución de

problemas

relacionado

s con las

temáticas

del curso.

10%


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eléctricos de las

ondas en medios

guiados.

debe graficar los

parámetros de

las líneas de

transmisión para

concluir acerca

de la naturaleza

de su

comportamiento

.


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5. ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN DEL CURSO

Tipo de evaluación Ponderación Puntaje Máximo

Autoevaluación Formativa

Coevaluación Formativa

Heteroevaluación

Actividad de reconocimiento 25(5%)

Reconocimiento del curso (25).

Actividades Unidad I

100 (20%) -Trabajo Individual (40).

-Trabajo Grupal (60).

Actividades Unidad II

100(20%) -Trabajo Individual (40).


Actividades Unidad III 100(20%)


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-Trabajo Individual (40).


-Componente práctico (simulaciones)(50) 50(10%)

Prueba final 125 (25%)

Total 500

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