| Física I | Codi: 11.504 : 6 |
En aquesta assignatura estudiarem els fonaments de la física. Per fer-ho, farem una breu introducció de tres de les branques de la física: la mecànica, l'electromagnetisme i la termodinàmica, aquesta última orientada sobretot a les energies renovables en general i a la solar fotovoltaica en partícula.
Les assignatures de física estan en la base de tot allò que s'estudiarà al llarg de la titulació: els senyals no deixen de ser ones electromagnètiques, els fonaments de les quals s'estudiaran en aquesta assignatura. Així, doncs, Física I senta les bases per a qualsevol assignatura en que juguin un paper les ones electromagnètiques.
A nivell més genèric, Física I ajuda a comprendre els fonaments del món que ens envolta i que, per tant, afecten tot allò amb què un enginyer haurà de treballar. És important destacar l'estudi de les energies renovables, les quals estan jugant, ja avui, i cada dia més, un paper clau a la nostra societat.
D'altra banda, l'assignatura té la seva continuació en Física II, on s'aprofundeix en el comportament de les ones electromagnètiques que s'han introduït aquí.
Finalment, en aquesta assignatura es veuran algunes aplicacions dels conceptes matemàtics estudiats en les assignatures de "Matemàtiques I" i "Matemàtiques II".
Val a dir que els conceptes explicats formen part del bagatge cultural que s'espera de qualsevol enginyer de telecomunicació, independentment de la branca que hagi estudiat, per la qual cosa constitueix una assignatura fonamental per a la seva vida professional..
Aquesta assignatura és útil per a tots aquells entorns de treball amb un elevat component d'investigació en què calgui afrontar nous reptes i una formació constant. També és útil en aquelles professions relacionades amb la producció d'energia.
Els coneixements previs que cal tenir són:
- Vectors
- Resolució de sistemes d'equacions
- Números complexes
- Funcions d'una variable
- Continuïtat
- Derivació
- Equacions diferencials ordinàries
- Integració
Aquests coneixements s'imparteixen a les assignatures de "Matemàtiques I" i "Matemàtiques II".
Seria convenient també dominar les conversions d'unitats.
Es recomana matricular-se de "Física I" només en cas que: s'hagin superat "Matemàtiques I" i "Matemàtiques II", o s'hagi superat "Matemàtiques I" i s'estigui matriculat de "Matemàtiques II".
La competència general del grau en què s'emmarca l'assignatura és:
12. Comprensió i domini dels conceptes bàsics sobre les lleis generals de la mecànica, termodinàmica, camps i ones i electromagnetisme i la seva aplicació per a la resolució de problemes propis de l'enginyeria.
Les competències específiques de l'assignatura són:
- Conèixer els fonaments de la cinemàtica per saber quins són els principals tipus de moviment, especialment el moviment harmònic simple, per ser capaç de detectar aquests moviments en els dispositius en què apareguin.
- Conèixer els fonaments de la mecànica clàssica per conèixer les lleis que estan darrere dels fenòmens físics i saber-les reconèixer quan apareixen.
- Conèixer l'oscil·lador harmònic i comprendre el principi físic de l'oscil·lació per comprendre els dispositius que el fan servir.
- Comprendre les lleis fonamentals de l'electrostàtica tant en el buit com en presència de matèria per ser capaç de comprendre els efectes subjacents a l'electrònica, la transmissió d'informació per mitjans telemàtics, etc.
- Interioritzar que l'electromagnetisme és una interacció fonamental de la natura per ser conscient de la seva presència en el nostre entorn i ser capaç de tenir present les seves lleis en els fenòmens en què està implicat.
- Saber treballar les expressions fonamentals de la teoria electromagnètica amb una base matemàtica vectorial per ser capaç de dur a terme previsions precises.
- Comprendre els fonaments de la inducció electromagnètica per poder prevenir i/o aplicar les interaccions relacionades amb la propagació electromagnètica.
- Saber què són les ones electromagnètiques per saber treballar amb els dispositius que les utilitzen.
- Conèixer l'espectre electromagnètic per saber utilitzar el rang de freqüències més adequat a cada situació.
- Conèixer els fonaments de la termodinàmica per comprendre i saber treballar amb els dispositius que els utilitzen.
- Conèixer les implicacions socials de l'energia per comprendre el paper que juga en la societat.
- Conèixer les implicacions mediambientals de la generació d'energia per saber obtenir-la amb el mínim impacte mediambiental.
- Conèixer els mecanismes de generació d'energia, principalment els d'energies renovables, per saber elegir el més adequat a cada situació.
|
MÒDULS |
Breu descripció |
|
Mòdul 1: Mecànica |
La part de mecànica està constituïda per un únic gran mòdul que repassa tots els aspectes de la mecànica: comença fent una descripció del moviment (cinemàtica) per, a continuació, entrar en les seves causes (dinàmica) per a la qual cosa introdueix les tres lleis de Newton i el concepte de força. Tot seguit en fa una descripció alternativa mitjançant els conceptes de treball i energia. Finalment s'introdueix el concepte d'oscil·lador que és útil per explicar molts fenòmens. |
|
Mòdul 2: Electrostàtica |
En aquest primer mòdul d'electromagnetisme estudiarem l'electrostàtica. Partirem de les càrregues elèctriques i estudiarem la interacció entre elles. Coneixereu el camp i el potencial electrostàtics que són la base de l'electrostàtica. Tot això ho farem tant en el buit com en presència de matèria. També veureu la llei de Gauss i aprendrem la física que hi ha al darrere d'un element tan habitual en l'electrònica com és el condensador de plaques paral·leles. |
|
Mòdul 3: Magnetostàtica i Llei de Faraday-Lenz |
En aquest segon mòdul d'electromagnetisme estudiarem la magnetostàtica de manera paral·lela a com havíem estudiat l'electrostàtica. Veurem els corrents i la interacció entre ells i aprendreu què és el camp d'inducció electromagnètica. Veurem també la llei d'Ampère, que és l'equivalent de la llei de Gauss, però a la magnetostàtica. Tot això ho farem en el buit i en presència de matèria i veurem que el camp inducció electromagnètica no és el mateix que el camp magnètic. Aprendrem també com funciona una bobina i veurem també la llei de Faraday, que ens permetrà conèixer com funciona un transformador i entendre una mica millor què passava en els circuits de corrent altern a les bobines. |
|
Mòdul 4: Ones electromagnètiques |
Amb aquest mòdul tancarem la part d'electromagnetisme i ho farem arribant a les equacions de Maxwell, reproduint una mica el procés que ell mateix va fer. Partirem dels resultats que haurem anat obtenint als mòduls anteriors i veurem que caldrà completar la llei d'Ampère. D'aquesta manera construirem el compendi de les lleis de Maxwell que ens permetran arribar a les ones electromagnètiques. Veurem com descriure-les i què és l'espectre electromagnètic. |
|
Mòdul 5: Termodinàmica i energies renovables |
Tancarem l'assignatura amb el mòdul de termodinàmica. Amb aquest mòdul us mostrarem, en una primera part, les lleis bàsiques de la termodinàmica. Veureu que l'energia no es crea ni es destrueix, sinó que només es transforma i, gràcies a un concepte nou, com el de l'entropia, entendre-ho perquè no s'"autorepara" un got que cau a terra i es trenca. En la segona part entrarem en els aspectes més d'enginyeria de la termodinàmica: estudiarem el model energètic que ens afecta i farem un èmfasi especial en les energies renovables, que seran sens dubte el model energètic del futur. |
| Física I. Electrostàtica i magnetostàtica i inducció magnètica | |
| Física I |
El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.
La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.
D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent incloses les proves finals o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.
De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.
|
Aquesta assignatura es pot superar únicament mitjançant la realització d'un examen final (EX), la nota del qual es combina amb la nota final de pràctiques obligatòries (Pr). Si nota final de la pràctica és diferent a N (no presentat), la nota de l'assignatura serà diferent a N (no presentat). La nota d'avaluació contínua (AC) complementa la nota combinada de l'examen final (EX) i la part pràctica (Pr). La fórmula d'acreditació de l'assignatura és la següent: (EX + Pr) + AC. |