Física

Crèdits
7.5
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
FIS
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.

Professors

Responsable

  • Joaquim Casulleras Ambros ( )

Altres

  • Elvira Guardia Manuel ( )
  • Ferran Mazzanti Castrillejo ( )
  • Gemma Sese Castel ( )
  • Gerard Pascual López ( )
  • Grigori Astrakharchik ( )
  • Joaquim Trullas Simo ( )
  • Jordi Boronat Medico ( )
  • Jordi Martí Rabassa ( )
  • Jordi Pera i Ferreruela ( )
  • Juan Enciso Pizarro ( )
  • Lluis Ametller Congost ( )
  • Manel Canales Gabriel ( )
  • Romualdo Pastor Satorras ( )
  • Rosendo Rey Oriol ( )

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
7h
Problemes
7h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
24.5h

P1

Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts del primer tema (Corrent Continu).
Objectius: 1 3 2
Setmana: 5 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
0h

TEMA 2

Desenvolupament del Tema 2 de l'assignatura
  • Aprenentatge dirigit: Control P2
Objectius: 15 16 17 18 19 20
Continguts:
Teoria
7h
Problemes
7h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
24.5h

P2

Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts del segon tema (Electrònica).
Objectius: 15 16 17 18 19 20
Setmana: 8 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen de teoria
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
0h

TEMA 3

Desenvolupament del Tema 2 de l'assignatura
  • Aprenentatge dirigit: Control P3
Objectius: 4 5 6 7 8
Continguts:
Teoria
7h
Problemes
7h
Laboratori
3h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
24.5h

P3

Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts del tercer tema (Corrent Altern).
Objectius: 4 5 6 7 8
Setmana: 11 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
Aprenentatge autònom
0h

TEMA 4

Desenvolupament del Tema 4 de l'assignatura
  • Aprenentatge dirigit: Control P4
Objectius: 9 10 11 12 13 14
Continguts:
Teoria
7h
Problemes
7h
Laboratori
3h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
24.5h

P4

Examen de teoria i problemes on s'avaluaran els continguts del quart tema (Ones).
Objectius: 9 10 11 12 13 14
Setmana: 14 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1h
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)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
0h

L1

Sessió 1 del laboratori on es fa una introducció al tractament de dades experimentals. S'avalua mitjançant la presentació d'una sèrie d'exercicis pràctics resolst al final de la sessió. S'avaluaran els objectius específics del laboratori i la part escrita de la competència transversal (comunicació eficaç oral i escrita).
Objectius: 21 22
Setmana: 2
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

L2

Sessió 2 del laboratori on s'avalua la pràctica 1 mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe final. S'avaluaran els objectius específics del Tema 1, els específics del laboratori, i la part escrita de la competència transversal (Comunicació eficaç oral i escrita).
Objectius: 1 3 2 21 22
Setmana: 3
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

L3

Sessió 3 del laboratori on s'avalua la pràctica 2 mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final. S'avaluaran els objectius específics del Tema 2, els específics del laboratori, i la part escrita de la competència transversal (Comunicació eficaç oral i escrita).
Objectius: 16 17 18 19 21 22
Setmana: 6
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

L4

Sessió 4 del laboratori on s'avalua la pràctica 3 mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final. S'avaluaran els objectius específics del Tema 3, els específics del laboratori, i la part escrita de la competència transversal (Comunicació eficaç oral i escrita).
Objectius: 4 5 6 7 8 21 22
Setmana: 8
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

L5

Sessió 5 del laboratori on s'avalua la pràctica 4 mitjançant un exercici previ a entregar al començament de la sessió i d'un informe al final. S'avaluaran els objectius específics del Tema 4, els específics del laboratori, i la part escrita de la competència transversal (Comunicació eficaç oral i escrita).
Objectius: 9 10 11 12 13 14 21 22
Setmana: 10
Tipus: examen de laboratori
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
0h

L6

Sessió 6 del laboratori on l'alumne ha de fer una presentació oral individual, d'un màxim de 8 minuts, en la que descrigui els objectius, realització i resultats d'una de les pràctiques que ha fet en alguna de les sessions anteriors (se li assignarà amb antelació la que li pertoca). Aquesta presentació estarà seguida de preguntes referents a la matèria exposada. S'avaluaran els objectius específics del tema a que faci referència la pràctica escollida, i la part oral de 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
Tipus: examen de laboratori
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.

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%).

Durant el curs es faran 4 controls, tots ells del mateix pes i corresponents respectivament a la matèria de cadascun dels quatre temes en que està estructurada l'assignatura. La mitjana aritmètica dels controls determina la nota de l'avaluació contínua (AC) de la part teòrica.
En cas que l'alumne vulgui millorar la seva nota, es realitzarà un examen final (EF).
La nota de l'assignatura, es calcularà com:
Nota Final = 0.1*Lab + 0.9*màxim(AC,EF)

La nota de laboratori (Lab) s'obtindrà a partir de:
(1) la mitjana de les notes de cinc sessions de pràctiques (aquesta mitjana representarà el 75% de la nota Lab).
(2) una prova individual posterior a la cinquena pràctica (que representarà el 25% de Lab), en que l'alumne haurà de fer una presentació oral en que es descrigui una de les pràctiques realitzades (es disposarà d'un temps màxim de 8 minuts, seguit d'una breu sessió de preguntes).

La nota de la competència d'expressió oral i escrita (CEOE) tindrà qualificacions: A (excel·lència), B (òptim), C (suficient), D (no superat). La part escrita s'avaluarà a partir de la mitjana de les notes obtingudes en el resum manuscrit que es demana al final de cada pràctica. La part oral s'avaluarà durant l'exposició abans esmentada. El pes de la part oral i la escrita serà el mateix a l'hora de calcular la nota final de la competència.
(Els alumnes disposen de rúbriques en que s'especifiquen els aspectes que es valoraran tant en la part oral com en l'escrita).

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

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.

Addenda

Continguts

No hi ha canvis respecte la informació publicada a la guia docent.

Metodologia docent

No hi ha canvis respecte la informació publicada a la guia docent.

Mètode d'avaluació

Es faràn dues proves parcials presencials (P1 dels temes 1 i 2; i P2 dels temes 3 i 4) i una prova final F també presencial, del temari complet. L'avaluació del curs es farà d'acord amb la fórmula: NF = 0.9 * max( (P1 + P2)/2 , F) + 0.1*L Si les circumstàncies impedeixen la realització presencial d'alguna de les proves, s'adaptarien a un format no presencial.

Pla de contingència

En cas de suspensió de l'activitat docent presencial, s'organitzaran per part dels professors de cada grup classes no presencials per video-conferència. D'altra banda, podeu utilitzar els apunts que trobareu en el següent link: (https://ocw.upc.edu/curs_publicat/270003/2020/1/apunts) a més de la informació addicional que els professors de cada grup aniran detallant per a facilitar el seguiment i aprenentatge del curs. Les activitats de laboratori es passarien a fer de forma no presencial, utilitzant software de simulació. Les proves orals es farien per via telemàtica.