Curso 2014-15
Ondas y Electromagnetismo
| Titulación: | Código: | Tipo: |
| Grado en Ingeniería Informática | 21405 | Básica 1º curso |
| Grado en Ingeniería Telemática | 21296 | Básica 1º curso |
| Grado en Ingeniería en Sistemas Audiovisuales | 21594 | Básica 1º curso |
| Créditos ECTS: | 8 | Dedicación: | 200 horas | Trimestre: | 2º y 3º |
| Departamento: | Dpto. de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones |
| Coordinador: | Rafa Pous |
| Profesorado: | Profesores teoría:
Profesores seminarios:
Profesores prácticas:
(Pendiente T3) |
| Idioma: | Català i castellà. El professor de pràctiques Murat Demirtas parlarà en anglès, però els alumnes podran parlar i contestar en català i/o castellà. Catalán y castellano. El profesor de prácticas Murat Demirtas hablará en inglés, pero los alumnos podrán hablar y contestar en catalán y/o castellano. |
| Horario: | |
| Campus: | Campus de la Comunicación - Poblenou |
Este plan docente corresponde a la asignatura Ondas y Electromagnetismo, que es una asignatura introductoria común para los estudios de los tres grados TIC impartidos en la Escuela Superior Politécnica de la Universitat Pompeu Fabra: Grado en Ingeniería Informática, Grado en Ingeniería Telemática i Grado en Ingeniería en Sistemas Audiovisuales.
La asignatura se organiza en dos trimestres en que se trabajarán los siguientes contenidos:
o Oscilaciones y Ondas
o Electromagnetismo
Con esta asignatura se persiguen diversos objetivos:
- Comprender los conceptos y leyes básicas que gobiernan el comportamiento de los fenómenos ondulatorios y el electromagnetismo.
- Ser capaz de aplicarlos de forma razonada a la resolución de problemas en el ámbito de la ingeniería.
- Potenciar el trabajo analítico mediante el planteamiento matemático de problemos i su solución.
- Facilitar una serie de conocimientos teóricos esenciales para el estudio de fenómenos y tècnicas que son básicos en asignaturas posteriores de los grados.
Esta asignatura presupone una base de matemáticas y física correspondiente al nivell de bachillerato o de formación profesional. Se detallan algunos de estos aspectos a continuación.
En cualquier caso, es recomendable que los estudiantes hayan seguido el curso (o tengan el nivel del curso) de introducción a las matemáticas que la ESUP oferta el mes de septiembre.
MATEMÁTICAS
• Cálculo de derivadas e integrales.
• Cálculo de máximos y mínimos de funciones.
• Álgebra básica de vectores y matrices.
• Nociones básicas de geometría en 2D y 3D.
• Trigonometría.
• Resolución d'ecuaciones y sistemas de ecuacions lineales.
• Operaciones con potencias y logaritmos.
FÍSICA
• Sistema internacional de unidades y conocimiento de las dimensiones de las magnitudes físicas.
• Notación científica.
• Cinemática: movimientos rectilíneos uniformes, movimientos uniformemente acelerados (rectilíneos o parabólicos), movimientos circulares (con velocidad o aceleración angular constantes).
• Mecánica: leyes de Newton del movimiento, conceptos de trabajo realizado por una fuerza, energía potencial y energía de un sistema físico.
• Ecuaciones de movimiento.
| Competencias generales | Competencias específicas |
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Instrumentales 1. Capacidad de interrelacionar ideas. 2. Capacidad de expresar el propio razonamiento. 3. Capacidad de organizar y planificar. 4. Resolución de problemas Sistémicas 5. Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica. |
A. Conocer las leyes básicas que gobiernan los procesos oscilatorios y ondulatorios B. Conocer las leyes básicas que gobiernan los procesos de la electrostática y la magnetostática. C. Conocer los distintos elementos que pueden integrar un circuit eléctrico. D. Conocer las leyes básicas que gobiernan el comportamiento de los circuitos de corriente continua y alterna, y su relación con las leyes del electromagnetismo. E. Conocer las leyes básicas que gobiernan la propagación de ondas electromagnáticas planas. F. Capacidad para resolver problemas, reconociendo e identificando los fenómenos y conceptos involucrados en su planteamiento. G. Comprender la geometría de los problemas y aprovechar las simetrías para simplificar su resolución. H. Entender el paralelismo y la interrelación entre los diferentes fenómenos estudiados. I. Ser capaces de trasladar a aplicaciones reales los conceptos teóricos aprendidos en los distintos módulos. J. Comprender el papel de las ecuaciones de movimiento en la física. K. Conocer la teoría de errores y la su aplicación en los estudios experimentales. |
Para alcanzar un nivel adecuado de las competencias específicas F, G y H recogidas en el bloque anterior se plantean los siguientes objetivos de aprenendizaje:
| Competencia específica | Objectivos de aprenendizaje |
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Capacidad para resolver problemas, reconociendo e identificando los fenómenos y conceptos involucrados en su planteamiento |
Saber describir el comportamiento cualitativo de los sistemas físicos. Es decir, entender los conceptos y comportamientos básicos que nos ayudan a analizar los sistemas y utilizarlos para predecir su comportamiento. Saber describir el comportamiento cuantitativo de los sistemas físicos. Entender y ser capaz de utilizar las herramientas matemáticas para describir fenómenos físicos. Entender el significado de las ecuaciones y su dominio de validez. Saber qué significa cada término de una ecuación, qué tipo de fenómeno describe y bajo qué circunstancias es válido. Ser consciente de los límites de aplicabilidad que tienen las ecuaciones que modelan los fenómenos físicos. Identificación de variables relevantes en la resolución de problemas. Identificar qué variables de un determinado problema son conocidas y cuáles no, y discriminar entre los datos que son importantes y aquellos que no lo son. Saber adaptarse a nuevas situaciones a partir de situaciones conocidas. Saber abstraer conceptos de tipo teórico para resolver problemas similares pero no necesariamente iguales a los realizados en clase. Generalizar ideas y ponerlas en el contexto de los conocimientos adquiridos. Entender la necesidad de realizar aproximaciones y/o simplificaciones para resolver problemas. Ser metódico en la resolución de problemas de forma que se incluya: planteamiento y cálculos, unidades de medida y procedimentos debidamente explicados. |
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Comprender la geometría de los problemas y saber aprovecharla para simplificar su resolución |
Capacidad de visualizar distribuciones 2D y 3D y analizar las simetrías geométricas. Escoger de forma apropiada los sistemes de referencia para aprovechar mejor las simetrías útiles para la resolución de problemas. |
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Entender el paralelismo y la interrelación entre los diferentes fenómenos estudiados |
Entender y explotar la analogía formal de las leyes físicas. Entender que los fenómenos físicos que se dan en distintas áreas pueden tener elementos básicos comunes y que eso se puede aplicar a cualquier rama de las ciencias. |
La asignatura Ondas y Electromagnetismo se evalúa considerando, en cada uno de los trimestres que la forman, estas dos partes:
La nota final (NF) de cada trimestre se calcula considerando las notas de las partes teórico-práctica y la parte experimental de la siguiente forma:
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TRIM1: Oscilaciones y Ondas NFT1 = 0.8 · TPT1 + 0.2 · ExpT1 TRIM2: Electromagnetismo NFT2 = 0.8 · TPT2 + 0.2 · ExpT2 |
Si los dos trimestres están aprobados, la nota final de la asignatura es la media de las notas de cada bloque.
Las actividades evaluables en cada trimestre son las siguientes:
Parte Teórico-Práctica
Control Parcial (CtrlP): Control parcial a mitad de cada trimestre. Consta de preguntas teórico-prácticas en formato test y un ejercicio corto. Es una actividad no recuperable.
Control Final (CtrlF): Control final del trimestre que se realizará durante la época de exámenes de marzo (2º trimestre) o junio (3er trimestre). Contendrá preguntas teórico-prácticas en format tipos test y ejercicios numéricos sobre todos los contenidos del trimestre. Es una actividad recuperable.
Parte Experimental
Practicas laboratorio (PLab): Sesions de laboratorio en que los alumnos pondrán en práctica los conceptos trabajados en las sesiones de teoría y seminarios. En cada sesión se comunicará a los alumnos el mecanismo de evaluación, que podrá consistir en un test, la entrega de un informe o trabajo, o algún otro mecanismo de evaluación. Estas actividades recibirán la calificación PLab.
Problemas prácticos (PPrac): Sus contenidos están relacionados con las prácticas de laboratorio. En cada sesión se comunicará a los alumnos el mecanismo de evaluación, que podrá consistir en un test, la entrega de un informe o trabajo, o algún otro mecanismo de evaluación. Estas actividades recibirán la calificación PPrac.
En cada trimestre, la nota de cada parte se obtiene de la siguiente forma:
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Parte Teórico-Práctica: La nota de la parte teórico-práctica que resulta del seguimiento de la evaluación continua es: TP= 0.75 · CtrlF + 0.25 · CtrlP En aquellos casos en que TP < 5 pero la nota del control final (CtrlF) sea igual o superior a 5, se considerará superada la parte teórico-práctica con una nota de 5. Tened en cuenta que esta nota queda fijada a 5 y sólo es posible obtener una nota superior mediante el seguimiento de las actividades de evaluación continua de esta parte. Parte Experimental La calificación de la parte experimental (Exp) para cada trimestre se obtiene de la seguiente forma: Exp = 0.65 · PLab + 0.35 · PPract Condiciones para aprobar cada trimestre
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Convocatoria Junio
Para superar la asignatura, hay que obtener una nota igual o superior a 4 en los dos trimestres. Es decir, NFT1≥ 4 y NFT2≥ 4.
| NFOiE = (NFT1 + NFT2)/2 |
Si no se obtiene una nota igual o inferior a 4 en alguno de los dos trimestres, se tomará como nota final, la nota más baja. El cálculo queda de la siguiente forma:
| NFOiE = mínimo(NFT1,NFT2) |
Convocatoria Julio
Igual que en la convocatoria de junio, deben aprobarse los dos trimestres independientemente. Se puede recuperar la parte teórico-práctica de cada trimestre mediante una prueba escrita (CtrlJ). La nota de la parte experimental de cada trimestre se guarda hasta la convocatoria de Julio de la misma forma que las notas del control parcial y de las actividades de seminario.
Para cada trimestre, la nota de la part teórico-práctica se obtiene de la misma forma que en la convocatoria de Junio pero considerando ahora la nota obtenida en el control de julio, es a dir, así:
TP= 0.75 · CtrlJ + 0.25 · CtrlP
En aquellos casos en que TP < 5 pero la nota del control de julio (CtrlJ) sea igual o superior a 5, se considerará superada la parte teórico-práctica de este trimestre con una nota de 5.
Para superar la asignatura, hay que obtener una nota igual o superior a 4 en los dos trimestres.
Si NFT1≥ 4 y NFT2≥ 4
| NFOiE = (NFT1 + NFT2)/2 |
Si no se obtiene una nota igual o superior a 4 en alguno de los dos trimestres, se tomará como nota final, la nota más baja. El cálculo queda de la siguiente forma:
| NFOiE = mínimo(NFT1,NFT2) |
| SEGUNDO TRIMESTRE: Oscilaciones y ondas |
Movimiento armónico simple Oscilador armónico amortiguado Oscilaciones forzadas Pulsos de onda y ecuación de ondas Ondas armónicas Energía, potencia e intensidad Principio de superposición Interferencies Ondas estacionarias Efecto Doppler Ondas electromagnéticas |
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TERCER TRIMESTRE: Electromagnetismo |
Campo eléctrico, potencial electrostatico y energia potencial electrostática en distribuciones discretas Densidad de carga. Campo eléctrico y potencial electrostático en distribuciones continuas Ley de Gauss Condensadores: el concepto de capacidad Corriente eléctrica. Leyes de Kirchhoff Circuitos RC Campo magnético. Ley de Biot - Savart y Ley de Ampère Ley de inducción de Faraday Ley de Lenz Circuitos RL Circuitos de corriente alterna: circuitos RLC Leyes de Maxwell: Ondas electromagnéticas |
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La metodologia de la asignatura está diseñada para potenciar la capacidad analítica y motivar la interrelación de los conceptos trabajados. Tambiés se pondrá énfasis en trabajar la expresión y comunicación del propio razonamiento, combinando sesiones magistrales de explicación del profesorado con el trabajo individual y en grupo realizado por los alumnos en sesiones de grupo medio o pequeño. En particular, el trabajo dentro y fuera del aula se organiza de la siguiente forma:
• Sesiones magistrales: En las clases de teoría se presentarán los conceptos fundamentales de la asignatura. Será necesario que leáis detenidamente los apuntes de teoría antes de entrar a clase. En el Aula Global de la asignatura se publica un documento con la programación de actividades donde encontraréis una planificación semanal de los contenidos que se trabajarán en cada sesión. Se espera de los alumnos que participen formulando preguntas y comentarios.
• Sesiones de seminario: Son sesiones en grupo pequeño (unos 25 alumnos) que están destinadas a la discusión de cuestiones y problemas previamente trabajados por los alumnos. Las actividades planteadas en los seminarios son de carácter diverso de manera que permitan practicar, revisar y discutir activamente las cuestiones trabajadas en las clases magistrales. El profesor actuará como moderador y resolverá las dudas que hayan surgido. En los seminarios, discutiremos y resolveremos sólo algunos de los problemas de la colección. El resto quedarán como actividades de profundización de los conceptos que deben trabajarse de forma autónoma.
• Sesions de práctiques (PR) : Son sesiones en grupo de tamaño (unos 40 alumnos) que los alumnos realizan en el laboratorio y en el aula supervisados por el profesor. Sirven para reforzar los conocimientos adquiridos en las sesiones magistrales en aplicaciones prácticas concretas en el ámbito de la ingeniería.
La planificación de todas las sesiones se detalla en el plan de actividades que se publica en la plataforma Aula Global - Moodle. Además de este plan de actividades, encontraréis en este espacio de la asignatura material que incluye: apuntes de teoría y colecciones de cuestiones/problemas. También se facilitarán direcciones de páginas web de interés para la asignatura. En la tabla siguiente encontraréis la distribución de horas de dedicación según el tipo de sesión (teoría, prácticas o seminario). Debéis tener en cuenta que Ondas y Electromagnetismo es una asignatura que tiene 8 créditos ECTS que corresponden a 200 horas de trabajo del estudiante, de las cuales 72 son presencials. Estas 72 horas están divididas de la siguiente forma: teoría (36 horas), seminarios (20 horas) y prácticas (16 horas).
| Horas en el aula | Horas fuera del aula | ||||
| TRIMESTRE | Teoría | Seminarios | Prácticas | ||
| 2º trimestre | 18 | 10 | 8 | 64 | |
| 3er trimestre | 18 | 10 | 8 | 64 | |
| Total: | 36 | 20 | 16 | 128 | Total: 200 |
Bibliografia básica (soporte papel y electrónico)
• TIPLER, P. A., Física , vol. I i II, Editorial Reverté (M1 i M2)
Bibliografía complementaria (soporte papel y electrónico)
• BURBANO DE ERCILLA , S., BURBANO GARCÍA , E . , GARCÍA MUÑOZ, C., Problemas de Física , Mira, 1994
• FEYNMAN, R. Lectures on Physics.
• SEARS, ZEMANSKY, YOUNG, FREEDMAN, Física, vol 2. Addison - Wesley, 1999.
• ALONSO, M., FINN, E. Física, Vol. I i II, Addison - Wesley Iberoamericana, 1987.
Recursos didácticos. Material docente de la asignatura
1) Apuntes en la página web del curso
2) Colección de problemas en la página web del curso
3) Direcciones de interés en internet en la página web del curs