Guia docente
DATOS IDENTIFICATIVOS 2020_21
Asignatura CALOR Y ELECTROMAGNETISMO Código 00708007
Enseñanza
0708 - GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Semestre
6 Formación básica Primer Segundo
Idioma
Castellano
Prerrequisitos
Departamento QUIMICA Y FISICA APLICADAS
Responsable
MERINO SUANCES , ANDRÉS
Correo-e amers@unileon.es
fjtrac@unileon.es
mmolb@unileon.es
Profesores/as
TRAPOTE DEL CANTO , FRANCISCO JAVIER
MERINO SUANCES , ANDRÉS
MOLINERO BLANCO, MIGUEL ANGEL
Web http://agora.unileon.es/login/index.php
Descripción general Esta asignatura se encuadra dentro de las materias básicas que todo alumno de un grado en ingeniería debe adquirir desde el inicio de sus estudios. La asignatura introduce los conceptos basicos de termodinamica, campos y ondas y electromagnetismo para su posterior aplicación en otras asignaturas del grado. En las escuelas de ingeniería se supone que el estudiante accede después de haber cursado con el debido aprovechamiento, las asignaturas de matemáticas, física, química y dibujo. que se cursan en el bachillerato . Si no es ése el caso, el alumno deberá procurarse la formación que le falta, pudiendo, si lo desea, consultar al profesor sobre la mejor forma de hacerlo.
Tribunales de Revisión
Tribunal titular
Cargo Departamento Profesor
Presidente QUIMICA Y FISICA APLICADAS CASTRO IZQUIERDO , AMAYA
Secretario QUIMICA Y FISICA APLICADAS LOPEZ CAMPANO , LAURA
Vocal ING.ELECTR.DE SIST. Y AUTOMATI SERRANO LLAMAS , ESTEBAN
Tribunal suplente
Cargo Departamento Profesor
Presidente QUIMICA Y FISICA APLICADAS MARCOS MENENDEZ , JOSE LUIS
Secretario QUIMICA Y FISICA APLICADAS PALENCIA COTO , COVADONGA
Vocal ING.ELECTR.DE SIST. Y AUTOMATI BLANES PEIRO , JORGE JUAN

Competencias
Código  
A18156 708CE2 Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
B5634 708CG3 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
B5635 708CG4 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.
B5643 708CT1 Capacidad para el análisis, síntesis, resolución de problemas y la toma de decisiones.
B5644 708CT2 Capacidad para interpretación de resultados con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico y autocrítico
B5646 708CT4 Capacidad para el aprendizaje autónomo e individual en cualquier campo de la ingeniería
B5647 708CT5 Capacidad de trabajo en equipo, asumiendo diferentes roles dentro del grupo
B5651 708CT9 Capacidad para realizar montajes y experimentos de laboratorio.
C1 CMECES1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
C2 CMECES2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
C4 CMECES4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
C5 CMECES5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

Resultados de aprendizaje
Resultados Competencias
Conocer los conceptos básicos sobre campos y ondas, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. A18156
 B5634
B5635
B5643
B5644
B5646
B5647
B5651
 C1
C2
C4
C5
Conocer y dominar los conceptos básicos sobre las leyes generales de la termodinámica y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. A18156
 B5634
B5635
B5643
B5644
B5646
B5647
B5651
 C1
C2
C4
C5
Conocer y dominar los conceptos básicos sobre las leyes generales del electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. A18156
 B5634
B5635
B5643
B5644
B5646
B5647
B5651
 C1
C2
C4
C5
Conocer los principios básicos de la transmisión de calor,y los aplica a la resolución de problemas de ingeniería. A18156
 B5634
B5635
B5643
B5644
B5646
B5647
B5651
 C1
C2
C4
C5

Contenidos
Bloque Tema
Bloque I: CALOR Tema 1: INTRODUCCIÓN.
Unidades del sistema internacional. Termodinámica y transferencia de calor. Calor y otras formas de energía. La Primera Ley de la Termodinámica. Temperatura y dilatación térmica.

Tema 2: TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN.
Primera ley de Fourier. Integración de la primera ley de Fourier para plancha plana, pared cilíndrica y esfera. Dependencia del coeficiente de transferencia de calor por conducción con la temperatura. Resistencias térmicas en conducción de calor. Resistencias térmicas en serie para plancha plana, cilíndrica y esfera. Resistencia térmica convectiva. Resistencias térmicas conductivas y convectivas en serie. Coeficiente global de transferencia de calor. Resistencias conductivas en paralelo. Radio crítico de aislamiento en paredes cilíndricas. Condiciones iniciales y de frontera en la conducción de calor. Generación de calor en el interior de sólidos. Balance de energía térmica para plancha plana y cilindro largo con generación interna de calor. Transferencia de calor en estado estacionario o régimen transitorio.

Tema 3: TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN.
Ley de enfriamiento de Newton. Convección natural y forzada. Flujo laminar y turbulento en tuberías, número de Reynolds. Convección natural, número de Grashof. Capa límite térmica en la convección. Grupos adimensionales en la convección, números de Nusselt y Prandtl.

Tema 4: TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN.
Radiación térmica, física de la radiación, espectro electromagnético. Cuerpo negro y la Ley de Stefan-Boltzmann. Cuerpo gris, absortancia, reflectancia y emisividad. Factor de transferencia. Coeficiente de transferencia de calor por radiación.

Tema 5: INTERCAMBIADORES DE CALOR.
Coeficiente total de transferencia de calor. Calculo de transferencia de calor en intercambiadores. Diferencia de la temperatura logarítmica media, DTLM. Factores de corrección para DTLM. Eficiencia de un intercambiador de calor, método NTU.
Bloque II: PRÁCTICAS CALOR Práctica 1: CALORIMETRÍA.

Práctica 2: TRANSFERENCIA DE CALOR.

Práctica 3: SIMULACIÓN TRANSFERENCIA DE CALOR.
Bloque III: ELECTROMAGNETISMO Tema 1: LEY DE COULOMB. FUERZAS Y CAMPOS ELÉCTRICOS.
Antecedentes históricos de la electricidad. Estructura atómica. Electroscopio de hojas. Aislantes y conductores. Modos de electrificación. Ley de Coulomb. Fuerza creada por un sistema de cargas puntuales. Fuerza creada por una distribución continua de carga. Definición de campo eléctrico. Campo eléctrico creado por una carga puntual. Campo eléctrico creado por un sistema de cargas puntuales. Campo eléctrico creado por una distribución continua de cargas. Campo creado por un conductor rectilíneo e infinito uniformemente cargado. Campo creado por un conductor rectilíneo, finito y uniformemente cargado. Campo creado por un anillo uniformemente cargado en un punto de su eje. Campo creado por un disco uniformemente cargado en un punto de su eje. Campo creado por un plano infinito uniformemente cargado. Problemas.

Tema 2: LEY DE GAUSS.
Introducción. Líneas de fuerza. Reglas para representar líneas de fuerza. Flujo eléctrico. Teorema de Gauss. Consecuencias del teorema de Gauss. Aplicaciones de la ley de Gauss al cálculo de campos eléctricos. Campo que crea una carga puntual. Campo que crea una esfera cargada. Campo creado por una esfera aislante uniformemente cargada. Campo creado por un conductor rectilíneo infinito. Campo creado por un plano conductor infinito uniformemente cargado. Campo creado por una lámina plana infinita y uniformemente cargada.. Problemas.

Tema 3: MAGNETISMO. CAMPOS Y FUERZAS MAGNÉTICAS.
Interacción entre cargas eléctricas en movimiento. Fuerza magnética entre cargas en movimiento, Fuerza de Lorentz. Líneas de inducción. Flujo magnético. Fuerza magnética sobre un conductor que lleva corriente en el seno de un campo magnético. Efectos de un campo magnético constante y uniforme sobre una espira de corriente. Campo magnético creado por una carga móvil q en un punto P. Valor y unidades de la constante magnética K´. Campo magnético creado por un elemento de corriente en un punto P, Ley de Biot. Campo creado por un conductor rectilíneo e infinito, ley de Biot y Savart. Fuerza magnética entre dos conductores paralelos. Definición de amperio. Campo magnético creado por una espira. Campo magnético creado por un solenoide. Campo magnético creado por un arrollamiento toroidal. Posición de equilibrio de una espira en un campo magnético ajeno a la misma. Ley de Ampere. Aplicación de la ley de Ampere: Campo magnético creado por un solenoide ideal, campo magnético creado por un arrollamiento toroidal en puntos de su interior. Corriente de desplazamiento y ley de Ampere generalizada. Ley de Gauss del magnetismo. Problemas.

Tema 4: FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA. Introducción. Fuerza electromotriz inducida. Ley de Faraday. Generador elemental de corriente alterna. Generador elemental de corriente continua.. Ley de Lenz. Corrientes de Foucault. Ecuaciones de Maxwell.

Tema 5: INDUCTANCIA.
Coeficiente de inducción mutua. Coeficiente de autoinducción. Asociación de bobinas en serie. Coeficiente de acoplamiento entre bobinas. Energía magnética. Aplicaciones. Problemas.

Tema 6: PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA.CIRCUITOS MAGNÉTICOS
Clasificación de las sustancias según sus propiedades magnéticas: sustancias diamagnéticas, paramagnéticas y ferromagnéticas. Fuerza magnetomotriz. Circuitos magnéticos. Tipos de circuitos magnéticos. Permeabilidad magnética. Permeabilidad relativa. Relación entre circuitos eléctricos y magnéticos. Asociación de reluctancias. Intensidad de campo magnético. Curvas B-H. Ciclo de histéresis de un material ferromagnético. Problemas.
Bloque IV: PRÁCTICAS ELECTROMAGNETISMO Práctica 1: LABORATORIO BÁSICO DE ELECTRICIDAD.
Fuentes, elementos pasivos básicos, equipos de medida.

Práctica 2: EL POLÍMETRO.
Montaje de circuitos eléctricos básicos de c.c. y c.a. Medición y cálculos parámetros y magnitudes en circuitos.

Práctica 3: DISEÑO DE CIRCUITOS DE ILUMINACIÓN.

Planificación
Metodologías  ::  Pruebas
  Horas en clase Horas fuera de clase Horas totales
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria 16 21 37
 
Prácticas en laboratorios 12 12 24
 
Sesión Magistral 28 45 73
 
Pruebas mixtas 4 12 16
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologí­as
Metodologías   ::  
  descripción
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria El profesor plantea y resuelve problemas tipo sobre los temas de la asignatura. Estos problemas sirven de base para el desarrollo de otros problemas que se plantearán en los seminarios.
Prácticas en laboratorios Aplicar, a nivel práctico, la teorí­a de un ámbito de conocimiento en un contexto determinado. Ejercicios prácticos basados en la realización de los experimentos en los diferentes laboratorios.
Sesión Magistral Exposición verbal de cada tema, apoyándose en los recursos audiovisuales existentes (proyectores, equipos informáticos, etc.). Se motiva al alumno para su participación activa con la proposición de preguntas sobre los contenidos de la clase.

Tutorías
 
Sesión Magistral
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria
Pruebas mixtas
descripción
El alumno puede contar con la ayuda del profesor para resolver las dudas que surjan a lo largo del curso mediante tutorias individuales o en grupo. Las tutorias son voluntarias y tendrán lugar en el lugar indicado por el profesor dentro de su horario de tutorias. Se deberán solicitar por los alumnos al profesor previamente y con tiempo suficiente via e-mail.

Evaluación
  descripción calificación
Sesión Magistral A.- Contenidos teóricos y de problemas:
Dominio de los conocimientos y compresión de la materia.
Pruebas mixtas objetivas de problemas y cuestiones teóricas. 		60%
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria Evaluación conjunta con la correspondiente a la impartición de la Sesión Magistral. 0%
Otros B.- Contenidos prácticos en laboratorio:
Aptitud en el manejo de los equipos.
Participación en los montajes y toma de datos.
Interpretación de los resultados.
Valoración de la participación y, en su caso, los trabajos o memorias propuestas.

C.- Contenidos prácticos en seminarios de evaluación continua:
Participación en las actividades propuestas.
Realización de los trabajos propuestos.
Valoración de la participación y, en su caso, los trabajos propuestos.		 15 %






25 %
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

La evaluación será continua. La calificación final será el resultado de la suma ponderada de las calificaciones obtenidas en los ejercicios y prácticas, desarrollados por el alumno en sus diferentes pasos por los seminarios, trabajos, problemas y el laboratorio, así como el resultado de las diferentes pruebas mixtas de evaluación que los profesores realicen durante el curso. La suma de las notas de teoría, laboratorio y seminarios o trabajos, en los porcentajes expresados en el cuadro anterior, dará como resultado la nota final de la asignatura. Esta ha de ser igual o mayor que 5 sobre 10 para obtener la calificación de aprobado o superior. Evaluación en 1ª convocatoria. El examen final de teoría y problemas se compondrá de dos partes correspondientes a cada bloque (A: calor y B: electromagnetismo) con el mismo peso cada una en la nota final. Para superar la asignatura será condición necesaria pero no suficiente obtener una nota mínima de 3 sobre 10 en cada una de las partes en que se divida cada bloque. En caso de alcanzar el mínimo en cada una de las partes de cada bloque, la nota de la parte de teoría y problemas será la media de las calificaciones obtenidas. En todo caso, para superar la parte de teoría y problemas y por tanto la asignatura, será necesario obtener una calificación media igual o superior a 4 sobre 10. A esta nota media se le sumará la correspondiente a las partes de seminarios o trabajos y laboratorio, todas las partes ponderadas según el cuadro anterior. La asistencia a las prácticas de laboratorio y entrega de las memorias correspondientes tiene carácter obligatorio. El no cumplimiento de esta condición implicará la calificación de cero en esta parte de la asignatura. Asimismo, la no asistencia a los trabajos, o su no realización en la fecha indicada (sin previo aviso si es en clase ordinaria, por ser evaluación continua) o la no entrega de los mismos, correspondientes a la parte de seminarios y trabajos, implicará la calificación de cero en esta parte de la asignatura. La suma de las notas de teoría, laboratorio y seminarios o trabajos, en los porcentajes expresados en el cuadro anterior, dará como resultado la nota final de la asignatura. Está ha de ser igual o mayor que 5 para obtener la calificación de aprobado o superior Evaluación en 2ª convocatoria. El procedimiento de evaluación en 2ª convocatoria coincidirá con lo expresado en la 1ª convocatoria con las siguientes excepciones: TEORÍA Y PROBLEMAS: En caso de tener un bloque (calor o electromagnetismo) superado en la primera convocatoria, el alumno conservará su calificación para la 2ª convocatoria y solo deberá examinarse del bloque pendiente. SEMINARIOS, TRABAJOS Y PRÁCTICAS: Si los seminarios, prácticas o trabajos propuestos han sido realizados en la evaluación continua, su calificación se guardará para la 2ª convocatoria. En caso de no haberlos realizado, el alumno no tendrá la opción de calificar en esa parte OTROS COMENTARIOS: El profesor informará con anterioridad a la celebración de las pruebas evaluadoras y a través del canal de comunicación profesor-alumno que considere oportuno (Moodle, tablón de anuncios, el aula, correo electrónico…) de los materiales, medios y recursos adicionales, necesarios para el desarrollo de los exámenes o pruebas de evaluación. Queda expresamente prohibido el uso y la mera tenencia de dispositivos electrónicos que posibiliten la comunicación con el exterior de la sala (teléfonos móviles, radiotransmisores, etc.). Queda expresamente prohibido la comunicación entre estudiantes o el pasarse cualquier cosa durante la realización de las pruebas de evaluación. En caso de producirse alguna irregularidad durante la celebración de la prueba de evaluación se aplicará la Normativa correspondiente.


ADENDA
Plan de contingencia para una situación de emergencia que impida actividades docentes presenciales
Enlace de acceso a la Adenda de la Guia docente por el COVID-19


Fuentes de información
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura

Básica BLANES/SERRANO/TRAPOTE, Electricidad y magnetismo. Conceptos fundamentales., Universidad de León. Secretariado de publicaciones. ,
TRAPOTE/SERRANO, Electricidad y magnetismo. Ejercicios de examen resueltos., Universidad de León. Secretariado de publicaciones.,
Sears et al , Física Universitaria o similar título, Varias,
Yunus A. Çengel, Transferencia de Calor y Masa, McGraw-Hill, 2011

a)    Bibliografía electromagnetismo:

o   Básica

·         BLANES/SERRANO/TRAPOTE.: Electricidad y magnetismo. Conceptos fundamentales. Universidad de León.      Secretariado de publicaciones, León 2.000.

·         TRAPOTE/SERRANO.: Electricidad y magnetismo. Ejercicios de examen resueltos. Universidad de León. Secretariado de publicaciones, León 1.995.

b)   Bibliografía calor:

o   Básica

Apuntes del profesor.
Complementaria

a)    Bibliografía electromagnetismo:

o   Complementaria.

·         SEARS/ZEMANSKY: Física General. Aguilar S.A. de ediciones, Juan Bravo 38, Madrid, 1977.

·         SERWAY, R.A: Física. Nueva Editorial Interamericana S.A. de C.V., Cedro 512 México, 1985.

·          EDMINISTER, Joseph A.: Electromagnetismo. Teoría y 310 problemas resueltos. Editorial MacGraw-Hill Latinoamericana S.A. Bogotá. Colombia 1981.

·         KIP, Arthur F.: Fundamentos de electricidad y magnetismo. McGraw-Hill.

·         CANTÚ, Luis L.: Electricidad y magnetismo para estudiantes de ciencia e ingeniería. Limusa, Arcos de Belén 75, México 1, D.F., 1.975.

·         GULLÓN, E.: Problemas de electricidad y magnetismo. Vol IV. Libreria internacional de Romo, Ulises 95. Madrid 1.982.

·         GLEZ., FÉLIX A./MARTÍNEZ, M.: Problemas de física general. Carretera de Barrax 5, Albacete 1.978.

·         SERRANO/TRAPOTE.: Prácticas de laboratorio de electricidad. Universidad de León. Secretariado de publicaciones, León 1.994

b)   Bibliografía calor:

o   Complementaria.

1.) Transferencia de calor y masa : fundamentos y aplicaciones Çengel, Yunus A. México, D.F. : McGraw Hill, 2011 

2.) Principios de transferencia de calor, Kreith, Frank Madrid : Thomson-Paraninfo, 2002

3.) Fundamentos de transferencia de calor, Incropera, Frank P. Naucalpan de Juárez : Prentice-Hall Hispanoamericana, 1999 

4.) Transferencia de calor, Holman, J. P. Madrid : McGraw-Hill, 1998

5) Transmisión del calor, Chapman, Alan J. Madrid : Bellisco, 1990

6) Física para la ciencia y la tecnología. Vol. 1, [Mecánica ; Oscilaciones y ondas ; Termodinámica], Tipler, Paul Allen Barcelona : Reverté, 2004

Recomendaciones