| Física I | Código: 81.504 : 6 |
En esta asignatura estudiaremos los fundamentos de la física. Para ello, haremos una breve introducción de tres de las ramas de la física: la mecánica, el electromagnetismo y la termodinámica, esta última orientada sobre todo a las energías renovables en general y a la solar fotovoltaica en particular.
Las asignaturas de física están en la base de todo aquello que se estudiará a lo largo de la titulación: las señales no dejan de ser ondas electromagnéticas, cuyos fundamentos se estudiarán en esta asignatura. Así, pues, Física I sienta las bases para cualquier asignatura en la que jueguen un papel importante las ondas electromagnéticas.
A nivel más genérico, Física I ayuda a comprender los fundamentos del mundo que nos rodea y que, por tanto, afectan todo aquello con lo que una persona titulada en ingeniería tendrá que trabajar. Es importante destacar el estudio de las energías renovables, las cuales están jugando, ahora ya y cada día más, un papel clave en nuestra sociedad.
Por otro lado, la asignatura tiene su continuación en Física II, donde se profundiza en el comportamiento de las ondas electromagnéticas que se han introducido aquí.
Finalmente, en esta asignatura se verán algunas aplicaciones de los conceptos matemáticos estudiados en las asignaturas de "Matemáticas I" y "Matemáticas II".
Cabe decir que los conceptos explicados forman parte del bagaje cultural que se espera de cualquier persona titulada en ingeniería de telecomunicación, independientemente de la rama que haya estudiado, por lo cual constituye una asignatura fundamental para su vida profesional.
Esta asignatura es útil para todos aquellos entornos de trabajo con un elevado componente de investigación en qué haya que afrontar nuevos retos y una formación constante. También es útil en aquellas profesiones relacionadas con la producción de energía.
Los conocimientos previos que hay que tener son:
- Vectores
- Resolución de sistemas de ecuaciones
- Números complejos
- Funciones de una variable
- Continuidad
- Derivación
- Ecuaciones diferenciales ordinarias
- Integración
Estos conocimientos se imparten en las asignaturas de "Matemáticas I" y "Matemáticas II".
Sería conveniente también dominar las conversiones de unidades.
Se recomienda matricularse de "Física I" sólo en caso de que: se hayan superado "Matemáticas I" y "Matemáticas II", o se haya superado "Matemáticas I" y se esté matriculado de "Matemáticas II".
La competencia general del grado en que se enmarca la asignatura es:
- 12. Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
Las competencias específicas de la asignatura son:
- Conocer los fundamentos de la cinemática para saber cuáles son los principales tipos de movimiento, especialmente el movimiento armónico simple, para ser capaz de detectar estos movimientos en los dispositivos en que aparezcan.
- Conocer los fundamentos de la mecánica clásica para conocer las leyes que están detrás de los fenómenos físicos y saberlas reconocer cuando aparecen.
- Conocer el oscilador armónico y comprender el principio físico de la oscilación para comprender los dispositivos que lo usan.
- Comprender las leyes fundamentales de la electrostática tanto en el vacío como en presencia de materia para ser capaz de comprender los efectos subyacentes en la electrónica, la transmisión de información por medios telemáticos, etc.
- Interiorizar que el electromagnetismo es una interacción fundamental de la naturaleza para ser consciente de su presencia en nuestro entorno y ser capaz de tener presente sus leyes en los fenómenos en que está implicado.
- Saber trabajar las expresiones fundamentales de la teoría electromagnética con una base matemática vectorial para ser capaz de llevar a cabo previsiones precisas.
- Comprender los fundamentos de la inducción electromagnética para poder prevenir y/o aplicar las interacciones relacionadas con la propagación electromagnética.
- Saber qué son las ondas electromagnéticas para saber trabajar con los dispositivos que las utilizan.
- Conocer el espectro electromagnético para saber utilizar el rango de frecuencias más adecuado a cada situación.
- Conocer los fundamentos de la termodinámica para comprender y saber trabajar con los dispositivos que los utilizan.
- Conocer las implicaciones sociales de la energía para comprender el papel que juega en la sociedad.
- Conocer las implicaciones medioambientales de la generación de energía para saber obtenerla con el mínimo impacto medioambiental.
- Conocer los mecanismos de generación de energía, principalmente los de energías renovables, para saber elegir el más adecuado a cada situación.
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MÓDULOS |
Breve descripción |
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Módulo 1: Mecánica |
La parte de mecánica está constituida por un único gran módulo que repasa todos los aspectos de la mecánica: empieza haciendo una descripción del movimiento (cinemática) para, a continuación, entrar en sus causas (dinámica) para lo cual introduce las tres leyes de Newton y el concepto de fuerza. A continuación hace una descripción alternativa mediante los conceptos de trabajo y energía. Finalmente se introduce el concepto de oscilador que es útil para explicar muchos fenómenos. |
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Módulo 2: Electrostática |
En este primer módulo de electromagnetismo estudiaremos la electrostática. Partiremos de las cargas eléctricas y estudiaremos la interacción entre ellas. Estudiaremos el campo y el potencial electrostáticos, que son la base de la electrostática. Todo esto lo haremos tanto en el vacío como en presencia de materia. También veremos la ley de Gauss y aprenderemos la física que hay detrás de un elemento tan habitual en la electrónica cómo es el condensador de placas paralelas. |
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Módulo 3: Magnetostática y Ley de Faraday-Lenz |
En este segundo módulo de electromagnetismo estudiaremos la magnetostàtica de manera paralela a como habíamos estudiado la electrostática. Veremos las corrientes y la interacción entre ellos y aprenderéis qué es el campo de inducción electromagnética. Veremos también la ley de Ampère, que es el equivalente de la ley de Gauss, en el ámbito de la magnetostàtica. Todo esto lo haremos en el vacío y en presencia de materia. Veremos que el campo inducción electromagnética no es el mismo que el campo magnético. Aprenderemos también cómo funciona una bobina y veremos también la ley de Faraday, que nos permitirá conocer cómo funciona un transformador y entender algo mejor qué pasaba en los circuitos de corriente alterna y en las bobinas. |
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Módulo 4: Ondas electromagnéticas |
Con este módulo cerraremos la parte de electromagnetismo y lo haremos llegando a las ecuaciones de Maxwell, reproduciendo en cierto modo el proceso que él mismo hizo. Partiremos de los resultados que habremos ido obteniendo a lo largo de los módulos anteriores y veremos que habrá que completar la ley de Ampère. De este modo construiremos el compendio de las leyes de Maxwell que nos permitirán llegar a las ondas electromagnéticas. Veremos cómo describirlas y qué es el espectro electromagnético. |
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Módulo 5: Termodinámica y energías renovables |
Cerraremos la asignatura con el módulo de termodinámica. Con este módulo os mostraremos, en una primera parte, las leyes básicas de la termodinámica. Veréis que la energía no se crea ni se destruye, sino que solamente se transforma y, gracias a un concepto nuevo, como el de la entropía, entenderemos porque no se "autorepara'" un vaso que cae al suelo y se rompe. En la segunda parte, entraremos en los aspectos más ingenieriles de la termodinámica: estudiaremos el modelo energético haciendo especial énfasis en las energías renovables, que serán sin duda el modelo energético del futuro. |
| Física I. Electrostática y magnetostática e induccción magnética | |
| Ondas electromagnéticas. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas | |
| Mecánica. Cinemática y dinámica | |
| Física I. Introducción | |
| Física (Site con vídeos) | Web |
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A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación; será responsabilidad del estudiante asegurar que tales dispositivos funcionan correctamente.
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Para aprobar la asignatura tienes que superar la evaluación continua (EC) y hacer un examen (EX). La calificación final (CF) de la asignatura se calcula de acuerdo con lo siguiente:
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