| Competences |
| Type A | Code | Competences Specific |
| A2 | Have knowledge of taking measurements, calculations, evaluations, valuations, surveys, studies, reports, work plans and other similar studies. | |
| FB2 | Understand and have good command of the basic concepts of the general laws of mechanics, thermodynamics, fields and waves and electromagnetism and their application to solve problems inherent in engineering. | |
| Type B | Code | Competences Transversal |
| B2 | Have knowledge in basic and technological subjects, which gives them the ability to learn new methods and theories, and the versatility to adapt to new situations. | |
| Type C | Code | Competences Nuclear |
| Learning outcomes |
| Type A | Code | Learning outcomes |
| A2 |
Know and apply Coulomb's law. Understand the concept of electrical capacity. Analyse basic DC circuits. Know how to apply the Biot-Savart law and Ampere's law. Understand the laws of geometric optics and their application. Know the laws of wave optics and the phenomena of interference and diffraction. | |
| FB2 |
Know and apply Coulomb's law. Understand the concepts of electric fields and electric potential. Understand the Gauss theorem. Know the concept of electrostatic energy. Know the characteristics of conductors. Understand the concept of electrical capacity. Distinguish a dielectric material from another conductor. Know the basic concepts of electrokinetics. Analyse basic DC circuits. Know the concept of magnetic fields. Understand the concept of magnetic forces. Know the magnetic moment of a coil. Know how to apply the Biot-Savart law and Ampere's law. Understand the concepts of magnetic induction, self-induction and mutual induction. Analyse basic circuits in sinusoidal steady state. Know the Maxwell equations in integral form as a summary of electromagnetic theory. Know the corpuscular and wave theories of light. Understand the laws of geometric optics and their application. Know the laws of wave optics and the phenomena of interference and diffraction. | |
| Type B | Code | Learning outcomes |
| B2 |
Know and apply Coulomb's law. Understand the concepts of electric fields and electric potential. Understand the Gauss theorem. Know the concept of electrostatic energy. Know the characteristics of conductors. Understand the concept of electrical capacity. Distinguish a dielectric material from another conductor. Know the basic concepts of electrokinetics. Know the concept of magnetic fields. Understand the concept of magnetic forces. Know the magnetic moment of a coil. Understand the concepts of magnetic induction, self-induction and mutual induction. Know the Maxwell equations in integral form as a summary of electromagnetic theory. Know the corpuscular and wave theories of light. Understand the laws of geometric optics and their application. Know the laws of wave optics and the phenomena of interference and diffraction. | |
| Type C | Code | Learning outcomes |
| Contents |
| Topic | Sub-topic |
| 1. CAMP ELÈCTRIC |
1. LLEI DE COULOMB I CAMP ELÈCTRIC. 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 I POTENCIAL ELÈCTRIC. Concepte de diferència d'energia i de potencial elèctric entre dos punts. Conservativitat del Camp Elèctric. 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 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. 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. Equivalència del Teorema de Gauss + Conservativitat del camp Elèctric amb 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. 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. 6. EL CONDENSADOR PLA Idea del condensador i concepte de capacitat d'un condensador. Materials dielèctrics en un condensador. Polarització. Concepte de permitivitat dielèctrica. Associació de condensadors sèrie i paral·lel. Energia electrostàtica emmagatzemada en un condensador. |
| 2. CORRENT ELÈCTRIC |
1. CONCEPTE DE CORRENT ELÈCTRIC 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 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. Associació de resistors sèrie. Associació de resistors paral·lel. 4. SENYALS VARIABLES PERIODICS: SINUSOÏDAL, TRIANGULAR I QUADRAT. 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. |
| 3. CAMP MAGNÈTIC ESTÀTIC | 1. INTRODUCCIÓ AL CONCEPTE DE CAMP I FORÇA MAGNÈTIQUES. 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 Força d'un camp magnètic sobre una càrrega en moviment. Força d'un camp magnètic sobre un element de corrent. Força i moment de forces d'un camp magnètic sobre una espira i concepte de moment magnètic. Funcionament bàsic d'un motor elèctric. 3. FONTS DEL CAMP MAGNÈTIC 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. 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. Fet de que les linies de camp magnètic B són tancades. 5. LLEI D'AMPÈRE DEL MAGNETISME. 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. Equivalència entre la Llei d'Ampère + la Llei de linies de B tancades amb la Llei de Biot i Savart. Aproximació al càlcul del camp magnètic generat per una bobina. 6. MAGNETISME A LA MATÈRIA Fenòmens de magnetització d'un material. Moments dipolars magnètics. Conceptes de, camp d'excitació magnètica (H), densitat de flux magnètic (B) i camp de magnetització (M). 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. Anàlisi de circuits magnètics i analogia amb un circuit elèctric. Concepte de rel·luctància. |
| 4. FENÒMENS D'INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA | 1. FENÒMENS D'INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA I LLEI DE FARADAY-LENZ. 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. 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. L'alternador, funcionament bàsic. 3. LA FORMULACIÓ GLOBAL DE L'ELECTOMAGNETISME.EQUACIONS DE MAXWELL i ONES ELECTROMAGNÈTIQUES. 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. Enunciat d'una 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. Concepte de freqüència i índex de refracció. L'espectre electromagnètic i utilitat de cada banda. |
| 5. FENÒMENS BÀSICS D`ÒPTICA GEOMÈTRICA | 1. REFLEXIÓ I REFRACCIÓ D'UN RAIG LLUMINÓS Reflexió i refracció de la llum. Llei d'Snell. Reflexió total. |
| Planning |
| Methodologies :: Tests | ||||||||||
| Competences | (*) Class hours |
Hours outside the classroom |
(**) Total hours | |||||||
| Introductory activities |
|
1 | 0 | 1 | ||||||
| Lecture |
|
30 | 30 | 60 | ||||||
| Problem solving, exercises |
|
0 | 15 | 15 | ||||||
| Problem solving, classroom exercises |
|
14 | 0 | 14 | ||||||
| Laboratory practicals |
|
20 | 15 | 35 | ||||||
| Previous studies |
|
0 | 15 | 15 | ||||||
| Personal tuition |
|
4 | 0 | 4 | ||||||
| Mixed tests |
|
4 | 0 | 4 | ||||||
| Practical tests |
|
2 | 0 | 2 | ||||||
| (*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher. (**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students. | ||||||||||
| Methodologies |
| Description | |
| Introductory activities | Introducció a l'assignatura, explicant qüestions generals, els objectius , el temari, la planificació, el funcionament de les pràctiques i dels grups, així com dels ítems d'avaluació i de la bibliografia. |
| Lecture | El professor exposa amb claredat i usant tècniques adequades el temari de l'assignatura, intentant en la mesura del possible fer participar a l'alumne. L'alumne intervé esporàdicament plantejant qüestions al professor. S'ilustrarà la teoria amb exemples concrets i desenvolupats talment com si fossin exercicis més o menys curts. Generalment aquesta activitat es desenvolupa durant les classes de teoria (2 hores a la setmana) |
| Problem solving, exercises | L'alumne ha de fer els exercicis proposats a casa, per tal de practicar els coneixements apresos. |
| Problem solving, classroom exercises | El professor resol i ensenya com es resolen determinats tipus de problemes a l'aula ordinària. Generalment aquesta activitat es desenvolupa durant les classes de problemes (1 hora a la setmana) |
| Laboratory practicals | L'alumne fa sota la indicació del professor una serie de 10 experiments i mesures per tal d'estudiar fenòmens pràctics totalment relacionats amb el temari de l'assignatura. L'objectiu d'això és assolir un millor aprenentatge dels conceptes i fenòmens elèctrics, magnètics i òptics; al mateix temps que adquirir coneixements de la metodologia per a fer mesures i experiments reals. L'alumne ha de elaborar una memòria de la pràctica, un cop acabada per tal de demostrar-ne el seu aprofitament i aprenentatge |
| Previous studies | L'alumne desenvolupa una sèrie d'exercicis i qüestions teòriques relacionades amb cadascuna de les 10 pràctiques que farà. L'objectiu és l'estudi previ del cas de la pràctica per tal d'obtenir un millor aprofitament d'aquesta. |
| Personal tuition | El professor atén personalment als alumnes que li solicitin centrant-se en la problemàtica concreta que li planteja. |
| Personalized attention |
| Description |
| Inclou l'atenció de l'alumne en horaris de consulta dels professors, en relació a dificultats a l'hora d'entendre els temari o de realitzar les tasques encomanades: problemes, estudis previs i pràctiques. |
| Assessment |
| Methodologies | Competences | Description | Weight | ||||
| Laboratory practicals |
|
L'alumne ha de fer un informe de la pràctica que ha realitzat, que inclogui els resultats de mesures, els resultats de les observacions i l'explicació raonada d'aquests resultats i la seva coherència amb l'estudi teòric. | 10 | ||||
| Previous studies |
|
L'alumne realitza el mateix dia de cadascuna de les 10 pràctiques una sèrie d'exercicis i qüestions prèvies relatives al contingut de la pràctica. S'ha d'entregar abans de l'acabament d'aquesta. | 10 | ||||
| Mixed tests |
|
Consisteix en la realització de dos examens que contindrien exercicis tipus test, de desenvolupament o també problemes a realitzar al final de cada bloc de temari: - un primer examen dels temes 1+2, - un segon examen dels temes 3+4. Per a poder aprovar l'assignatura es demanarà una nota mínima de 4 de mitjana d'aquests dos examens. Si no s'arriba a aquesta nota en 1a. convocatòria no es farà la mitjana amb el 40% de la nota de les pràctiques. En aquest cas l'alumne te l'oportunitat de recuperar la nota fent l'examen de problemes/qüestions a 2a. convocatòria. |
60 | ||||
| Practical tests |
|
L'alumne realitza una pràctica al laboratori similar a les que ha realitzat durant el curs. Això representa una avaluació personal de les competències pràctiques. Per a poder aprovar l'assignatura es demanarà una nota mínima de 4 de la mitjana entre les proves pràctiques, els estudis prèvis i les pràctiques del laboratori. És a dir entre tots els ítems relacionals amb la part pràctica de l'assignatura. Si no s'arriba a aquesta nota mínima l'alumne queda suspès, però podrà recuperar les pràctiques fent un examen de pràctiques a 2a. convocatòria. |
20 | ||||
| Others |
| Other comments and second exam session | |||
|
MOLT IMPORTANT: La realització de les 10 pràctiques és obligatòria per a poder tenir nota de pràctiques i per tant aprovar l'assignatura. Si alguna de les 10 pràctiques no s'ha pogut realitzar, es podran recuperar en horaris flexibles però limitats. En cas de suspendre les pràctiques en 1a. convocatòria (<4 en la suma dels tres ítems de pràctiques) s'ha d'acreditar la realització de les 10 pràctiques per apoder fer l'examen de pràctiques que et dona opció a recuperar aquesta nota (i per tant aprovar l'assignatura) en 2a conv. No obstant això, els repetidors d'altres anys amb totes les 10 pràctiques fetes i amb nota global dels 4 ítems superior o igual a 5, poden optar a realitzar una altra activitat substitutiva obligatòria enlloc de les pràctiques per no haver de tornar-les a fer. De totes formes, en segona convocatòria s'oferirà: 1. Un examen únic de pràctiques que implicarà el 40 % de la nota de l'assignatura. Tindrà també una nota mínima de 4 per a poder fer mitjana. 2. Examens de teoria, test i problemes dels 4 temes de l'assignatura que inclourà el 60 % restant de la nota. Tindrà també una nota mínima de 4 per a poder fer mitjana. Normativa referent als examens: En cap de les proves presencials de teoria o problemes es permetrà ni la presència ni l'us de dispositius electrònics que puguin contenir o accedir a la informació: calculadores pregravades, smartphones, tauletes, teléfons mòbils, ordinadors, auriculars, "google glass", "I watch" etc. Sempre es podrà demanar la indentificació a l'alumne que s'examina. En cas de realització fraudulenta d'alguna prova, es podrà aplicar el que diu la normativa acadèmica de la URV, és a dir el suspens a la convocatòria en la que estem. |
|||
| Sources of information |
| Basic |
P.A. Tipler, G. Mosca, Física para la ciencia y la tecnología. Volúmen II, 5, Reverté
H.C. Ohanian, J.T. Markert , Física para ingeniería y ciencias , 3, Mc. Graw Hill |
||||||||
| Complementary | |||||||||
| Recommendations |
| Subjects that continue the syllabus | ||||||||
|
||||||||
| Subjects that are recommended to be taken simultaneously | ||
|
||
| Subjects that it is recommended to have taken before | ||||
|
||||
| Other comments | |
| Portar l'assignatura al dia per a poder seguir les explicacions i resoldre els dubtes amb el professor abans que aquests s'acumulin. |
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.