Física

Crèdits
7.5
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
FIS
Web
http://fisica.upc.edu/ca/fisica-1/SF11-FIB/docencia/fisica-1
L'objectiu principal de l'assignatura és aprofundir en els temes de Física General que tenen una incidència més gran sobre la Informàtica. Concretament, el programa conté una introducció a l'electromagnetisme, a la teoria de circuits, a les ones electromagnètiques i als fonaments dels circuits digitals. A les pràctiques de laboratori l'estudiant es familiaritza amb la metodologia de la mesura i amb els instruments bàsics d'un laboratori de hardware.

Professorat

Responsable

Altres

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
2
Laboratori
1
Aprenentatge dirigit
0.5
Aprenentatge autònom
7

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

  • CT1 - Demostrar coneixement i comprensió de fets essencials, conceptes, principis i teories relatives a la informàtica i a les seves disciplines de referència.
    • CT1.2B - Interpretar, seleccionar i valorar conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics relacionats amb la informàtica i la seva aplicació a partir dels fonaments matemàtics, estadístics i físics necessaris. CEFB2. Capacitat per a comprendre i dominar els fonaments físics i tecnològics de la informàtica: electromagnetisme, ones, teoria de circuits, electrònica i fotònica i la seva aplicació per a la resolució de problemes propis de l'enginyeria.
  • CT8 - Planificar, concebre, desplegar i dirigir projectes, serveis i sistemes informàtics en tots els àmbits, liderar-ne la posada en marxa, la millora contínua i valorar-ne l'impacte econòmic i social.
    • CT8.4 - Elaborar el plec de condicions tècniques d'una instal·lació informàtica que compleixi els estàndards i la normativa vigent.

    • Competències Transversals

    Comunicació eficaç oral i escrita

  • G4 [Avaluable] - Comunicar de forma oral i escrita amb altres persones coneixements, procediments, resultats i idees. Participar en debats sobre temes propis de l'activitat de l'enginyer tècnic en informàtica.
    • G4.1 - Planificar la comunicació oral, respondre de manera adequada a les preguntes formulades i redactar textos de nivell bàsic amb correcció ortogràfica i gramatical. Estructurar correctament el contingut d'un informe tècnic. Seleccionar materials rellevants per a preparar un tema i sintetitzar-ne el contingut. Respondre adequadament quan li formulin preguntes.

    • Objectius

    1. L'alumne ha de ser capaç d'utilitzar les lleis de Kirchhoff per determinar les intensitats i tensions en un circuit de corrent continu d'una o múltiples malles.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    2. L'alumne ha de ser capaç de determinar el circuit equivalent Thévenin entre dos punts d'un circuit de corrent continu donat.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    3. L'alumne ha de ser capaç de calcular la potència de qualsevol element d'un circuit de corrent continu.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    4. L'alumne ha de ser capaç d'identificar l'amplitud, freqüència, fase i valor eficaç d'un senyal sinusoidal.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    5. L'alumne ha de ser capaç de determinar la resposta dels diferents elements passius sota l'acció de senyals periòdics.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    6. L'alumne ha de ser capaç d'utilitzar el concepte de fasor per determinar la resposta estacionaria d'un circuit de corrent altern.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    7. L'alumne ha de ser capaç de calcular la potència de qualsevol element d'un circuit de corrent altern i de corregir el factor de potència d'un circuit donat.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    8. L'alumne ha de ser capaç de calcular l'efecte de diferents tipus de filtres sobre senyals composats d'una superposició de freqüències.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    9. L'alumne ha de ser capaç de definir el concepte d'ona i classificar les ones en funció de diferents criteris.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    10. L'alumne ha de ser capaç de determinar la funció d'ona corresponent a una ona harmònica unidimensional i a una ona electromagnètica harmònica plana.
      Competències relacionades: G4.1, CT1.2B,
    11. L'alumne ha de ser capaç de descriure les característiques bàsiques de l'espectre electromagnètic.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    12. L'alumne ha de ser capaç de calcular la intensitat de l'energia transportada per un feix de llum i l'energia dels fotons de que està composat.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    13. L'alumne ha de ser capaç de determinar els patrons d'interferència de dues ones coherents.
      Competències relacionades: G4.1, CT1.2B,
    14. L'alumne ha de ser capaç de determinar les direccions dels feixos de llum reflectit i refractat en un canvi de medi.
      Competències relacionades: G4.1, CT1.2B,
    15. L'alumne ha de ser capaç de descriure els fonaments de la teoria de la conducció, particularment en el cas dels semiconductors.
      Competències relacionades: G4.1, CT1.2B,
    16. L'alumne ha de ser capaç de determinar les intensitats i tensions en circuits senzills que continguin díodes.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    17. L'alumne ha de ser capaç de descriure els rectificadors de corrent bàsics.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    18. L'alumne ha de ser capaç de determinar les intensitats i tensions en circuits senzills que continguin transistors.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    19. L'alumne ha de ser capaç de descriure com la informació digital és representada i manipulada en els circuits electrònics.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    20. L'alumne ha de ser capaç de determinar la porta lògica que implementa un circuit bàsic donat.
      Competències relacionades: CT8.4, G4.1, CT1.2B,
    21. L'alumne ha de ser capaç de comportar-se de forma correcta a l'utilitzar l'equipament elèctric del laboratori.
      Competències relacionades: CT8.4, CT1.2B,
    22. L'alumne ha de ser capaç d'utilitzar els aparells bàsics d'un laboratori d'electrònica: multímetre, oscil·loscopi, fonts de tensió, generadors de funcions.
      Competències relacionades: CT8.4, CT1.2B,

    Continguts

    1. Corrent Continu
      1.1 Càrrega elèctrica.
      1.2 Corrent elèctric.
      1.3 Diferència de potencial.
      1.4 Potència.
      1.5 Resistència. Llei d'Ohm. Efecte Joule.
      1.6 Fonts de tensió.
      1.7 Lleis de Kirchhoff.
      1.8 Associació de resistències.
      1.9 Aparells de mesura.
      1.10 Teorema de Thévenin.
      1.11 Condensadors.
    2. Corrent Altern
      2.1 Transitoris: circuits RC i RL. 2.2 Règim estacionari del circuit RCL. 2.3 Nombres complexos. 2.4 Impedància. Llei d'Ohm. 2.5 Circuits de corrent altern. 2.6 Potència. 2.7 Superposició de senyals. Ample de banda. 2.8 Ressonància. 2.9 Filtres.
    3. Electrònica i portes lògiques
      3.1 Estructura electrònica dels àtoms.
      3.2 Teoria de la conducció: metalls, aïllants, semiconductors.
      3.3 Díode d'unió p-n: rectificador de corrent i portes lògiques.
      3.4 Díode emissor de llum (LED).
      3.5 Díode Zener: limitador de tensió.
      3.6 Transistors MOSFET d'enriquiment. Portes lògiques.
      3.7 Inversor CMOS.
      3.8 Retràs i potència en circuits digitals.
      3.9 Lògica CMOS.
    4. Ones
      4.1 Tipus d'ones. Funció d'ones.
      4.2 Ones harmòniques.
      4.3 Ones electromagnètiques. Densitat d'energia. Intensitat.
      4.4 Espectre electromagnètic.
      4.5 Polarització. Pantalles de cristall líquid.
      4.6 Reflexió i refracció. Fibres òptiques.
      4.7 Interferències.
      4.8 Làser.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    TEMA 1

    Desenvolupament del Tema 1 de l'assignatura
    • Aprenentatge dirigit: Control P1
    Objectius: 1 3 2
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    7h
    Laboratori
    3h
    Aprenentatge dirigit
    2h
    Aprenentatge autònom
    22.5h

    TEMA 2

    Desenvolupament del Tema 2 de l'assignatura
    • Aprenentatge dirigit: Control P2
    Objectius: 15 16 17 18 19 20
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    8h
    Laboratori
    2.5h
    Aprenentatge dirigit
    2h
    Aprenentatge autònom
    23h

    P1

    Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts dels dos primers temes.
    Objectius: 1 3 2 4 5 6 7 8
    Setmana: 8 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    TEMA 3

    Desenvolupament del Tema 2 de l'assignatura
    • Aprenentatge dirigit: Control P3
    Objectius: 4 5 6 7 8
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    8h
    Laboratori
    2.5h
    Aprenentatge dirigit
    2h
    Aprenentatge autònom
    23h

    TEMA 4

    Desenvolupament del Tema 4 de l'assignatura
    • Aprenentatge dirigit: Control P4
    Objectius: 9 10 11 12 13 14
    Continguts:
    Teoria
    5h
    Problemes
    7h
    Laboratori
    2.5h
    Aprenentatge dirigit
    1.5h
    Aprenentatge autònom
    22h

    P2

    Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts dels temes tercer i quart.
    Objectius: 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
    Setmana: 14 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    F

    Examen final de teoria i problemes al que poden accedir els alumnes si no han superat l'avaluació continuada o volen tenir l'oportunitat de millorar nota (els alumnes interessats ho han de solicitar amb deu dies d'antel·lació). S'avaluen tots els quatre temes de que està composada l'assignatura, i per tant tots els continguts específics.
    Objectius: 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
    Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    L1

    Avaluació de la Pràctica 1 del laboratori mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final.
    Objectius: 21 22
    Setmana: 2
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    L2

    Avaluació de la Pràctica 2 del laboratori mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final.
    Objectius: 1 3 2 21 22
    Setmana: 4
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    L3

    Avaluació de la Pràctica 3 del laboratori mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final.
    Objectius: 16 17 18 19 21 22
    Setmana: 6
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    L4

    Avaluació de la Pràctica 4 del laboratori mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final.
    Objectius: 4 5 6 7 8 21 22
    Setmana: 9
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    L5

    Avaluació de la Pràctica 5 del laboratori mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final.
    Objectius: 9 10 11 12 13 14 21 22
    Setmana: 11
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    ExLab

    Examen del laboratori on l'alumne ha de fer una presentació oral individual en la que descrigui els objectius, realització i resultats d'una de les pràctiques fetes. Aquesta presentació estarà seguida de preguntes referents a la matèria exposada. L'alumne entregarà també un resum escrit a mà de la pràctica escollida. S'avaluaran els objectius específics del tema a que faci referència la pràctica escollida, i la competència transversal "Comunicació eficaç oral i escrita".
    Objectius: 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
    Setmana: 13
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Metodologia docent

    Els continguts teòrics es treballaran en classes de teoria seguides de sessions de classes de problemes, o bé en classes de teoria/problemes depenent del professor.

    Els continguts pràctics es treballaran en sessions de laboratori, on cada pràctica es farà preferentment en grups de dos alumnes.

    Al final de cada tema es realitzarà una sessió addicional o taller de dues hores presencials de suport a l'aprenentatge (Activitat dirigida).

    Mètode d'avaluació

    La nota de les competències tècniques de l'assignatura es calcularà a partir de 2 notes:
    - Nota de continguts teòrics (pes 90%).
    - Nota de laboratori o continguts pràctics (pes 10%).

    Es faràn dues proves parcials (P1 i P2), corresponents respectivament a la matèria dels temes 1 i 2 el primer parcial i dels temes 3 i 4 el segon parcial, cobrint els quatre temes en que està estructurada l'assignatura.

    Addicionalment, hi haurà sis activitats avaluatòries que es desenvoluparan al Laboratori de Física, que inclouran la realització de cinc pràctiques avaluables i un exàmen final consistent en una presentació oral en què es descrigui una de les pràctiques realitzades, seguida d'una breu sessió de preguntes.


    El conjunt d'aquestes avaluacions determinarà la nota del curs mitjançant avaluació contínua (AC), segons l'expressió:

    NotaCursAC = 0.90 * (P1 + P2)/2 + 0.10 * L

    essent P1 i P2 les notes dels exàmens parcials i L la nota resultant del laboratori. Aquesta darrera s'obtindrà segons:

    L = 0.75 * (mitjana de les notes de pràctiques) + 0.25 * ExLab

    En cas que l'alumne necessiti o vulgui millorar la seva nota, es realitzarà un examen final opcional (EF).
    En aquest cas, la nota resultant del curs serà

    NotaCursFinal = 0.90 * màxim( EF , (P1 + P2)/2 ) + 0.10 * L




    La nota de la competència d'expressió oral i escrita (CEOE) tindrà com a qualificacions: A (excel·lència), B (òptim), C (suficient), D (no superat).
    La part oral s'avaluarà a partir de l'exàmen de Laboratori. La part escrita s'avaluarà a partir d'un resum manuscrit de la pràctica exposada.

    El pes de les parts oral i la escrita serà el mateix a l'hora de calcular la nota final de la competència.

    Bibliografia

    Bàsic

    Complementari

    Capacitats prèvies

    1. Coneixements: Física de batxillerat LOGSE, nocions d'anàlisi matemàtic.

    2. Capacitats: Capacitat d'aprenentatge, de resolució de problemes, de cerca d'informació, d'abstracció i d'ús del llenguatge matemàtic.