Capítulo II: Implementación en Moodle del curso de Teoría del Campo Electromagnético
2.5 Temas de la asignatura Teoría del Campo Electromagnético implementados en el curso
El curso de Teoría del Campo Electromagnético se configuró por temas, dado que está concebido y muy bien estructurado el estudio de la asignatura por contenidos. Para lograr una mayor compresión de esta materia se estudian tres temas fundamentales que fueron organizados por las correspondientes conferencias, clases prácticas, seminarios, laboratorios y actividades complementarias. Los temas son (MES, 2010):
1. Tema I: “Campos estacionarios”, donde se abordan los fundamentos de la Ingeniería Electromagnética. El campo electrostático. Leyes de Coulomb y Gauss. Función potencial escalar. Superficies equipotenciales. Capacitancia. El campo magnético estacionario. Ley de Ampere y de Faraday.
En este tema se encuentran implementadas dentro del recurso Conferencias, las conferencias #1 y #2, dentro del recurso Clases Prácticas, las clases prácticas #1 y #2, también un documento con problemas propuestos, un cuestionario y un foro para presentar las dudas del tema (Figura 2.13).
Figura 2.13 Tema I implementado
2. Tema II: “Ondas electromagnéticas”, donde se estudian las Ecuaciones de Maxwell en forma fasorial. Ondas planas uniformes en el espacio libre. Ondas electromagnéticas en dieléctricos y conductores. Clasificación de los materiales en dieléctricos y conductores. Polarización de la onda. Teorema y vector de Poynting. Zonas de Fresnel. Reflexión de ondas electromagnéticas. Reflexión normal y oblicua en diferentes medios. Reflexión de ondas radioeléctricas en la superficie terrestre. Parámetros del terreno. Consideraciones de tierra lisa y rugosa.
En este tema se encuentran implementadas dentro del recurso Conferencias, las conferencias #3, #4, #5, #6 y #7, dentro del recurso Clases Prácticas, las clases prácticas #3, #4, #5, #6 y #7,
Capítulo II
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dentro del recurso Seminario el seminario #1, también un documento con problemas propuestos, un cuestionario y un foro para presentar las dudas del tema (Figura 2.14).
Figura 2.14 Tema II implementado
3. Tema III: “Radiación y parámetros de las Teoría del Campo Electromagnético”, estudiando conceptos básicos de Radiación. Funciones potenciales y el campo electromagnético. Radiación del dipolo elemental y de media longitud de onda. Resistencia de radiación. Diferentes parámetros y figuras de mérito de las Teoría del Campo Electromagnético.
En este tema se encuentran implementadas dentro del recurso Conferencias, las conferencias #8, #9 y #10, dentro del recurso Clases Prácticas, las clases prácticas #8, #9, #10 y #11, dentro del recurso Seminario el seminario #2, también un documento con problemas propuestos, un cuestionario y un foro para presentar las dudas del tema (Figura 2.15).
Capítulo II
32 2.6 Conclusiones parciales del capítulo
En este capítulo se abordó de forma breve y concisa todo lo relacionado con el proceso de elaboración de los diferentes tipos de materiales didácticos. Además se realizó una descripción del proceso de implementación de estos materiales virtuales en la plataforma interactiva Moodle, para dejar diseñado el curso de Teoría del Campo Electromagnético.
Esto permite la integración de los servicios existentes en la Universidad de forma sencilla y práctica. El ambiente ameno y flexible de la plataforma posibilita un mejor uso de los recursos existentes tanto para estudiantes como para el claustro de profesores de las diferentes carreras que se cursan en la FIE.
Conclusiones
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Conclusiones
Al culminar el presente trabajo de diploma se llegaron a las conclusiones siguientes:
1. Se realizó una búsqueda de información en apoyo al marco teórico referencial, haciendo énfasis en conceptos de educación a distancia, la aplicación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en el proceso de enseñanza-aprendizaje y las diferentes plataformas virtuales educativas como apoyo al proceso educacional.
2. Se definieron, elaboraron y organizaron los materiales necesarios a implementar en el curso de la asignatura Teoría del Campo Electromagnético a partir de los objetivos propuestos en el plan de estudio actual, como: conferencias, clases prácticas, seminarios, laboratorios y guías de estudio.
3. De los recursos que brinda el Moodle, se seleccionaron los necesarios a utilizar en la implementación del curso, como: foros de consulta, cuestionarios como entrenadores, subida de archivos para la entrega de tareas, posibilitando una mayor comunicación entre los alumnos y profesores.
4. Se implementó el curso Teoría del Campo en la plataforma interactiva Moodle, el cual integra los recursos disponibles y los materiales realizados como parte de este trabajo acorde al plan de estudio D.
Recomendaciones
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Recomendaciones
Se recomiendan los siguientes aspectos:
1. Perfeccionar la página Web de la asignatura incorporando mayor cantidad de actividades que posibiliten la interactividad entre estudiantes y entre estos y los profesores.
Referencias Bibliográficas
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Referencias Bibliográficas
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SEGUÍ, M. R. 2007b. Características de Moodle Universia. Disponible en: http://eees.universia.es (21-04-2012)
SOTO, F. J. & FERNÁNDEZ, J. J. 2003. Realidades y retos de inclusión digital.
Anexos
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Anexos
Anexo 1: Plan Calendario de la Asignatura Teoría del Campo Electromagnético
CENTRO DE EDUCACIÓN SUPERIOR Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas
PLAN CALENDARIO DE LA ASIGNATURA P1
Teoría del Campo Electromagnético
FACULTAD: Ingeniería Eléctrica DEPARTAMENTO: Electrónica y Telecomunicaciones ESPECIALIDAD: Telecomunicaciones y Electrónica DISCIPLINA: Radiocomunicaciones AÑO: Tercero TIPO DE CURSO: Regular Diurno CURSO ACADÉMICO: 2011-2012 SEMESTRE: Primero ELABORADO POR:
David Beltrán Casanova/Mario A. González Carta
JEFE DE DEPARTAMENTO:
DrC. Vitalio Alfonso Reguera
Fecha D M A CATEGORÍA DOCENTE: Profesor Auxiliar FIRMA: 4 07 2011 Sem Nº Act Nº Contenido Forma de Docencia Observaciones
1 1 Introducción a la Ingeniería Electromagnética C1 Tema I
1 2 Introducción al Análisis Vectorial CP1
2 3 Campos Estacionarios C2
Anexos
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3 5 Ecuaciones de Maxwell y Ondas Electromagnéticas en el Espacio Libre C3 Tema II
3 6 Ondas Electromagnéticas en el Espacio Libre CP3
4 7 Campos Estacionarios S1
5 8 Prueba Parcial No 1 PP1
5 9 Ondas Electromagnéticas en Diferentes Medios C4
6 10 Propagación en Conductores y Dieléctricos. CP4
6 11 Vector de Poynting y Balance de Potencias. Zona de Fresnel C5
7 12 Vector de Poynting y Balance de Potencias CP5
8 13 Zona de Fresnel CP6
9 14 Reflexión de las Ondas Electromagnéticas C6
9 15 Reflexión de las Ondas Electromagnéticas en la Superficie Terrestre C7
10 16 Reflexión de Ondas CP7
10 17 Prueba Parcial No 2 PP2
11 18 Fundamentos de la Radiación C8 Tema III
11 19 Radiación del Dipolo de Media Longitud de Onda C9
12 20 Radiación (Parte I) CP8
12 21 Radiación (Parte II) CP9
13 22 Parámetro de las Antenas C10
13 23 Parámetro de las Antenas (Parte I) CP10
14 24 Parámetro de las Antenas (Parte II) CP11
14 25 Laboratorio : Dipolo Media Longitud de Onda L1
15 26 Radiación y Parámetros de las Antenas S2
15 27 Prueba Parcial No 3 PP3
Anexos
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRICA
Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. 1. Distribución: Sem Act 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T Conf C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 20 C. Prác CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 CP9 CP10 CP11 22 Lab L1 2 Sem S1 S2 4 Eval PP1 PP2 PP3 6 Total 54
2. Profesores: David Beltrán Casanova / Mario Alberto González Carta 3. Total de Horas: 54
4. Software que se utilizará: _______________________________
5. Estudiantes por Computadora:___ Estudiantes por grupo de laboratorios no computacionales:___
6. Bibliografía: Texto Básico
Nikolski “Electrodinámica y Propagación” Ed. Mir Textos complementarios:
E.C. Jordan y Balmain. “Electromagnetic Waves and Radiating Systems” Edición Revoluvionaria.
Conferencias en soporte electrónico en la Red.
7. Observaciones modificaciones del plan de estudio y limitaciones de profesores: Se modifica el Plan D de 48 horas con 54 horas por el dictamen No 140/2010. Semana 16 para encuentros comprobatorios.
Anexo 2: Programa Analítico de la asignatura Teoría del Campo Electromagnético CARRERA: TELECOMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.
DISCIPLINA RADIOCOMUNICACIONES. PROGRAMA ANALÍTICO.
Anexos
41 AÑO: Tercero. SEMESTRE: Primero. PLAN TEMÁTICO.
TEMA I. “Campos estacionarios” (C: 4h, CP: 4h S: 0 Ev: 0).
Fundamentos de la Ingeniería Electromagnética. El campo electrostático. Leyes de Coulomb y Gauss. Función potencial escalar. Superficies equipotenciales. Capacitancia. El campo magnético estacionario. Ley de Ampere y de Faraday. Potencial vectorial magnético.
OBJETIVOS:
Conocer las relaciones fundamentales del análisis vectorial en los diferentes sistemas de coordenadas.
Conocer las diferentes leyes del campo electrostático y del campo magnético estacionario. Determinar la capacitancia electrostática de diferentes estructuras de conductores.
Conocer las diferentes funciones potenciales y sus relaciones con las fuentes de los campos. TEMA II. “Ondas electromagnéticas” (C: 10h, CP: 10h, S: 2h, Ev: 4h).
Ecuaciones de Maxwell en forma fasorial. Ondas planas uniformes en el espacio libre. Ondas electromagnéticas en dieléctricos y conductores. Clasificación de los materiales en dieléctricos y conductores. Polarización de la onda. Teorema y vector de Poynting. Zonas de Fresnel. Reflexión de ondas electromagnéticas. Reflexión normal y oblicua en diferentes medios. Reflexión de ondas radioeléctricas en la superficie terrestre. Parámetros del terreno. Consideraciones de tierra lisa y rugosa.
OBJETIVOS:
Conocer las ecuaciones de Maxwell en forma fasorial, así como las condiciones de frontera en el límite de 2 materiales diferentes.
Determinar las características y parámetros fundamentales de las ondas electromagnéticas planas uniformes en el espacio libre, dieléctricos y conductores.
Conocer el concepto de polarización de una onda electromagnética. Interpretar el teorema de Poynting y las relaciones del flujo de potencia. Familiarizarse con las zonas de Fresnel y sus aplicaciones.
Anexos
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Obtener las expresiones del coeficiente de reflexión de las ondas electromagnéticas con incidencia normal y oblicua en diferentes medios, incluyendo la superficie terrestre bajo consideraciones diferentes del terreno.
TEMA III. “Radiación y parámetros de las antenas”(C: 6h , CP: 8h,S: 2h , L:2h, Ev: 2h)
Radiación. Funciones potenciales y el campo electromagnético. Radiación del dipolo elemental y de media longitud de onda. Resistencia de radiación. Diferentes parámetros y figuras de mérito de las antenas.
OBJETIVOS:
Conocer las funciones potenciales del campo electromagnético y su relación con las fuentes de radiación.
Obtener las expresiones para el campo electromagnético del dipolo elemental, enfatizando en el campo de radiación, así como para el campo radiado de un dipolo de media longitud de onda. Conocer el concepto de resistencia de radiación y de potencia radiada.
Familiarizarse con los diferentes parámetros y figuras de mérito de las antenas, así como su determinación.
Con un fondo de tiempo de 54 horas, distribuidas en las formas de enseñanza siguientes:
C CP S L E Total
20 22 4 2 6 54
Bibliografía de la asignatura. Texto básico.
Nikolsky. “Electrodinámica”. Editorial Mir. Moscú. (En almacén) Textos complementarios.
E.C.Jordan y Balmain. “Electromagnetic Waves and Radiating Systems.Ed. Rev. (En Biblioteca).
Anexos
43 Objetivo educativo.
Contribuir a formar ingenieros capaces de:
Tener una personalidad científico-técnica acorde a los principios de la ideología Marxista- Leninista desarrollando en los estudiantes hábitos y habilidades relacionadas con la sistematicidad en el estudio y el trabajo independiente, ordenado y a través del análisis riguroso, así como de las aproximaciones y simplificaciones que se utilizan en la ingeniería para brindar soluciones prácticas a los problemas de ondas electromagnéticas propagándose en diferentes medios, radiación y propagación de ondas de tierra y ionosférica.
Tareas para dar cumplimiento al objetivo educativo.
Se desarrolló la expresión oral de los estudiantes mediante la exposición en la pizarra de la forma en que solucionaron los problemas en las clases prácticas y las intervenciones en los seminarios y las preguntas de control.
Los estudiantes trabajaron en forma colectiva durante el desarrollo de los seminarios y clases prácticas.
Los estudiantes aplicaron los diferentes criterios: riguroso y de simplificaciones de ingeniería, acorde al caso, para brindar soluciones prácticas a los problemas planteados en las clases prácticas y seminarios.
SISTEMA DE EVALUACIÓN.
La asignatura contiene 3 pruebas parciales como evaluaciones parciales, así como las evaluaciones frecuentes en clases prácticas y en los seminarios. Se integran los conocimientos en el examen final.
OBJETIVOS DE LAS EVALUACIONES. PRUEBA PARCIAL 1. (Escrita 2H)
Determinar gradiente, divergencia y rotacional de vectores en diferentes tipos de sistemas de coordenadas, así como aplicar lo diferentes teoremas del análisis vectorial.
Determinar funciones potenciales y los campos E y H invariantes con el tiempo, aplicando las diferentes leyes del campo estacionario.
Anexos
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Determinar capacitancia electrostática en diferentes geometrías de conductores con dieléctricos de diferentes tipos.
Determinar diferentes parámetros que caracterizan las ondas electromagnéticas planas en diferentes medios, tipos de polarización de onda, incluyendo la superficie terrestre.
PRUEBA PARCIAL 2. (Escrita 2H)
Determinar el vector de Poynting y el flujo de potencia de ondas electromagnéticas planas. Determinar coeficientes de reflexión entre dos medios diferentes.
PRUEBA PARCIAL 3. (Escrita 2H)
Determinar los campos radiados, potencia radiada y resistencia de radiación de antenas dipolos elementales y sencillas.
Determinar diferentes parámetros y figuras de mérito de antenas sencillas.
Determinar campos eléctricos y constantes de atenuación de ondas espaciales en tierra plana bajo diferentes condiciones del terreno y posiciones de las antenas.
Aplicar la ecuación de transmisión de Frees para diferentes situaciones de las comunicaciones radioeléctricas.
EXAMEN FINAL. (Escrito 4H)
Determinar campos eléctricos y magnéticos invariantes con el tiempo, así como capacitancia electrostática y funciones potenciales.
Determinar campos electromagnéticos y flujo de potencia en ondas planas uniformes en cualquier medio isotrópico y homogéneo.
Determinar los campos de ondas reflejadas, transmitidas y coeficientes de reflexión en dos medios diferentes.
Determinar campos radiados, resistencia de radiación, longitudes efectivas y potencia radiada de antenas sencillas, así como otras figuras de mérito.
Aplicar la ecuación de transmisión de Frees para diferentes situaciones de las comunicaciones radioeléctricas.