2011_12
Guia docent 
Escola Tècnica Superior d'Enginyeria
A A A 
català 
Grau d'Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica (2010)
 Assignatures
  FÍSICA II
   Continguts
Tema Subtema
1. CAMP ELÈCTRIC (9 h)
 1. LLEI DE COULOMB I CAMP ELÈCTRIC. (2 h)
Força elèctrica entre dues càrregues puntuals. Llei de Coulomb. Concepte de camp. Camp elèctric (E) generat per una distribució de 'n' càrregues puntuals. El dipol elèctric. Línies de camp elèctric i propietats.

2. ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA I POTENCIAL ELÈCTRIC.... (1,5 h)
Diferència d'energia i de potencial elèctric entre dos punts. Origen de potencial. Potencial elèctric d'un punt (V). Relació entre el camp i el potencial elèctric. Línies equipotencials i la seva relació amb les línies de camp. Càlcul del potencial elèctric per una distribució de 'n' càrregues puntuals

3. CAMPS I POTENCIAL PRODUÏTS PER DISTRIBUCIONS CONTÍNUES DE CÀRREGA (1,5 h)
Concepte de densitat de càrrega elèctrica (volúmica, superficial i lineal). Camp i potencial elèctrics generats per una distribució contínua de càrrega aplicant la llei de Coulomb. Exemples de càlcul: camp i potencial generats per un anell carregat en el seu eix; camp i potencial generats per un fil rectilini finit i infinit; camp i potencial generat per un disc carregat en el seu eix. Camp i potencial generat per un pla infinit carregat.

4. EL TEOREMA DE GAUSS DE L'ELECTROSTÀTICA I LES SEVES APLICACIONS. (1,5 h)
Concepte de flux d'un camp i relació amb les línies de camp. Enunciat del teorema de Gauss. Càlcul de camps elèctrics de distribucions contínues de càrrega amb simetria plana, esfèrica i cilíndrica usant el teorema de Gauss. Teorema de Gauss com a conseqüència de la llei de Coulomb. Càlcul de potencials elèctrics per a certes distribucions simètriques de càrrega per integració del camp elèctric a partir d'una referència.

5. CONDUCTORS ELÈCTRICS. (1 h)
Concepte de conductor elèctric i de portadors de corrent. Camps elèctrics i línies de camp en un conductor. Potencials i superfícies equipotencials en un conductor. Concepte de capacitat elèctrica.

6. EL CONDENSADOR PLA (1,5)
Idea del condensador i concepte de capacitat d'un condensador. Materials dielèctrics en un condensador. Polarització. Concepte de permitivitat dielèctrica i de camp de desplaçament elèctric. Associació de condensadors sèrie i paral·lel. Energia electrostàtica emmagatzemada en un condensador.
2. CORRENT ELÈCTRIC (3h)
 1. CONCEPTE DE CORRENT ELÈCTRIC (0.75 h)
Naturalesa del corrent elèctric com a flux de càrregues en moviment ordenat. Concepte de densitat de corrent elèctric i d'intensitat de corrent elèctric. Moviment tèrmic dels portadors i velocitats de deriva. Càlcul de la densitat de corrent d'arrossegament a partir de la velocitat de deriva. Camp elèctric com a causa de la velocitat de deriva. Concepte de mobilitat de corrent. Llei d'Ohm local i límits. Llei d'Ohm global i concepte de resistència elèctrica.

2. ASPECTES ENERGÈTICS DELS CORRENTS ELÈCTRICS (1 h)
Pèrdues d'energia potencial al llarg d'un corrent. Concepte de resistor. Concepte de potencial o tensió al llarg d'un corrent. Concepte de potència elèctrica. Efecte Joule. Generadors elèctrics de tensió i de corrent. Establiment de circuits tancats d'una sola malla amb resistors i generadors de tensió. Balanç de potencials i balanç de potències en un circuit d'una malla. Establiment de nodes elèctrics amb resistors i generadors de corrent. Balanç de corrent i de potències en un node.

3. ASSOCIACIÓ DE RESISTORS. (0,5 h)
Associació de resistors sèrie. Associació de resistors paral·lel.

4. SENYALS VARIABLES PERIODICS: SINUSOÏDAL, TRIANGULAR I QUADRAT. (0,5 h)
Concepte de les magnituds associades a aquestos: tensió de pic, període, freqüència, fase...

5. RELACIÓ ENTRE CORRENT I TENSIÓ EN UN CONDENSADOR EN RÈGIM VARIABLE. (0,25 h)
3. CAMP MAGNÈTIC ESTÀTIC (9 h) 1. INTRODUCCIÓ AL CONCEPTE DE CAMP I FORÇA MAGNÈTIQUES. (0,5 h)
Camp magnètic com a camp generat per a càrregues en moviment o per corrents, i que afecta a les càrregues en moviment o als corrents.

2. ACCIÓ D'UN CAMP MAGNÈTIC (1,5 h)
Força d'un camp magnètic sobre una càrrega en moviment. Força d'un camp magnètic sobre un element de corrent. Força d'un camp magnètic sobre una espira i concepte de moment magnètic. Funcionament bàsic d'un motor elèctric.

3. FONTS DEL CAMP MAGNÈTIC (1,5 h)
Camp magnètic generat per una càrrega en moviment. Camp magnètic generat per un element de corrent. Llei de Biot i Savart.

4. CALCULS DE CAMPS MAGNETICS GENERATS PER CERTES DISTRIBUCIONS DE CORRENT. (2 h)
Camp produït per un fil rectilini finit i infinit. Camp produït per una espira circular i relació amb el moment magnètic. Línies de camp magnètic i propietats. Linies de camp d'un dipol magnètic. Força magnètica entre dos fils rectilinis i definició de la unitat Ampère.

5. LLEI D'AMPÈRE DEL MAGNETISME. (2 h)
Concepte de circulació del camp magnètic. Enunciat de la Llei d'Ampère. Càlcul del camp magnètic generat per certes distribucions de corrent usant la Llei d'Ampère. Relació entre la Llei d'Ampère i la Llei de Biot i Savart. Aproximació al càlcul del camp magnètic generat per una bobina.

6. MAGNETISME A LA MATÈRIA (1,5 h)
Fenòmens de magnetització d'un material. Moments dipolars magnètics. Concepte de camp d'excitació magnètica (H). Conceptes de permeabilitat i susceptibilitat magnètiques. Tipus de materials magnètics. Nuclis magnètics en bobines. Fenòmens d'histèresi i de saturació magnètica. Pèrdues en una bobina.
4. FENÒMENS D'INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA (5 h) 1. FENÒMENS D'INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA I LLEI DE FARADAY-LENZ. (1.5 h)
Fenòmens d'inducció electromagnètica. Concepte de flux magnètic i unitats associades. Llei de Faraday-Lenz. Força electromotriu induïda i signe d'aquesta. Maneres bàsiques de fer variar el flux. Exemples de variació de flux per variació de l'area del circuit.

2. INDUCCIÓ A TRAVÉS DE BOBINES (1. 5 h)
Càlcul aproximat del flux d'una bobina a partir del corrent. Concepte d'inducció mútua entre bobines i unitats associades. Autoinducció d'una bobina. Conceptes bàsics de transformadors. Conceptes bàsics de circuits magnètics.

3. GENERACIÓ I TRANSMISSIÓ D'ENERGIA ELÈCTRICA ALTERNA (0.5 h).
L'alternador, funcionament bàsic. Transformació de l'energia elèctrica alterna i transmissió a distància. Definició bàsica del que és un corrent trifàsic.

4. LA FORMULACIÓ GLOBAL DE L'ELECTOMAGNETISME.EQUACIONS DE MAXWELL i ONES ELECTROMAGNÈTIQUES. (1.5 h)
Recull-recordatori de les equacions de l'electricitat i el magnetisme (en forma integral) que s'han anat donant al llarg del curs. Enunciat equivalent de les 4 equacions de Maxwell en forma diferencial. Visió molt bàsica de la solució de les equacions de Maxwell en forma d'ones electromagnètiques. Direcció de propagació d'un raig i càlcul de la velocitat de propagació en un medi qualsevol.
5. ÒPTICA (5 h) 1. LA LLUM I LA RADIACIÓ ELECTROMAGNÈTICA COM A ONA. (1 h)
La llum com a ona electromagnètica i la seva propagació en un medi material. Conceptes de velocitat de propagació, freqüència, vector d'ona, longitud d'ona i índex de refracció i relacions bàsiques entre elles. Ones planes. L'espectre electromagnètic i utilitat de cada banda.

2. FENÒMENS RELACIONATS AMB LA PROPAGACIÓ DE LA RADIACIÓ COM A ONA. (2 h)
Magnituds conservades quan l'ona canvia de medi. Reflexió i refracció de la llum. Llei d'Snell. Reflexió total. Fenòmens d'interferència i de difracció. Front d'ona. Principi de Huygens. Difracció a través de dues escletxes. Difracció en múltiple escletxa. Xarxes de difracció per transmissió i per reflexió. Difracció a través d'una obertura circular: disc d'Airy i les seves conseqüències.

3. L'APROXIMACIÓ DEL RAIG I LA ÒPTICA GEOMÈTRICA. (1,5 h)
Formació d'imatges en el mirall pla. Concepte d'imatge virtual. Lleis de funcionament de les lents i dels miralls esfèrics en aproximació paraxial. Concepte de fòcus. Criteris de signes. Formació d'imatges en sistemes centrats. Instruments òptics. Límit de resolució dels instruments òptics a causa de la difracció.

4. TEORIA CORPUSCULAR DE LA LLUM. (0,5 h)
Idea del fotó i la seva energia. Breu resum dels sensors de fotons usats popularment.