Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2003-04

3105II0002 FONAMENTS FÍSICS DE LA INFORMÀTICA


Objectius  


Proporcionar als alumnes d'informàtica els coneixements bàsics sobre els camps electromagnètics, els circuits elèctrics i el comportament elèctric i magnètic de la matèria. Aquests coneixements permetran comprendre el funcionament d'alguns dispositius electrònics, a més de servir com a base d'altres matèries de la carrera. Es pretén també exemplificar l'ús de la matemàtica en l'anàlisi dels problemes i els sistemes físics.

 
Prerrequisits  

cap
 
Contingut (Programa)  

BLOC I

Lliçó 1. Introducció al camp elèctric
1.1 Introducció. Càrrega elèctrica. Força elèctrica. LLei de Coulomb.
1.2 Camp elèctric. Definició. Representació gràfica. Exemples

Lliçó 2. Principi de superposició
2.1 Superposició. Distribucions discretes de càrrega.
2.2 Distribucions contínues de càrrega. Anell, disc i pla infinit.

Lliçó 3. Potencial elèctric
3.1 Energia potencial. Treball elèctric. Energia potencial de la càrrega puntual. Distribucions de càrrega.
3.2 Potencial elèctric. Definició. Representació gràfica. Exemples.

Lliçó 4. Llei de Gauss: conductors i dielèctrics.
4.1 Introducció. Flux elèctric. Llei de Gauss. Exemples.
4.2 Conductors en equilibri electrostàtic. Càrrega lliure. Equilibri electrostàtic. Camps interior i a la superfície. Potencial del conductor. Exemples.
4.3 Dielèctrics. Càrrega lligada. Dipol elèctric. Polarització. Permitivitat i susceptibilitat.

Lliçó 5. Condensadors
5.1 Capacitat. Capacitat d’un conductor. Condensador. Geometries.
5.2 Energia del condensador carregat.
5.3 Condensadors amb dielèctrics. Camp elèctric. Capacitat.
5.4 Capacitat equivalent. Connexió en paral·lel. Connexió en sèrie.
 
Lliçó 6. Corrent elèctric
6.1 Introducció. Corrent elèctric. Intensitat.
6.2 Llei d’Ohm. Resistivitat i conductivitat. Resistència. Llei de Ohm.
6.3 Resistència equivalent. Connexió en paral·lel. Connexió en sèrie.
6.4 Circuit. Generador i força electromotriu. Circuit amb pila i resistència. Característiques
6.5 Energia. Efecte Joule. Potència. Balanç energètic.

Lliçó 7. Circuits
7.1 Circuits de corrent continu. Bateries en sèrie i paral.lel.
7.2 Instruments. Voltímetre. Amperímetre. Divisor de tensió. Pont de Wheatstone.
7.3 Regles de Kirchhoff. Regla dels nusos. Regla de les malles. Anàlisi de circuits.

 

BLOC II

Lliçó 8. Camp magnètic
8.1 Introducció. Descripció. Representació.
8.2 Efectes. Forces sobre càrregues en moviment. Forces i moments sobre conductors portadors de corrent elèctric. Selector de velocitats. Efecte Hall.

Lliçó 9. Generació del camp magnètic
9.1 Llei de Biot i Savart. Enunciat. Exemples: força entre corrents elèctrics.
9.2 Llei d’Ampère. Enunciat. Exemples: solenoides.

Lliçó 10. Inducció
10.1 Introducció. Flux magnètic. LLei de Faradai. Llei de Lenz. Exemple: generació de tenció alterna.
10.2 Inducció. Inducció mútua. Transformador. Autoinducció.
10.3 Energia de l’autoinducció.
10.4 Magnetisme en la matèria. Magnetització. Paramagnetisme. Diamagnetisme. Ferromagnetisme.

Lliçó 11. Fenomens transitoris.
11.1 Càrrega i descàrrega del codensador. Circuit RC
11.2 Connexió i desconnexió en un circuit RL.
11.3 Circuit RLC
. Oscil.lacions lliures i esmorteides.

Lliçó 12. Corrent altern.
12.1 Introducció. Oscil·lacions estacionàries (forçades). Comportaments de components. Notació complexa.
12.2 Circuits. Circuit RC. Circuit RL. Circuit RLC. Ressonància.
12.3 Energia. Potència

Lliçó 13. Semiconductors.
13.1 Bandes d’energia. Conductors, semiconductors i aillants.
13.2 Semiconductors. Portadors de càrrega. Forats. semiconductors intrínsecs i dopats.
13.3 Unió PN. Unió PN en equilibri. Diode. Característica.

 

BLOC III

Pràctiques de laboratori

  1. Electrostàtica.
  2. Capacitat i condensadors.
  3. Corrent continu.
  4. Camp magnètic d’una bobina.
  5. Càrrega i descàrrega d’un condensador.
  6. Circuits elèctrics de corrent altern.


 
Bibliografia  


  • Física. Vol. II . P.A. Tipler. Ed. Reverté.
  • Física Clásica y Moderna. W. E. Gettys, F.J. Keller i M.J. Skove. Ed. Mc Graw-Hill.
  • Física. Vol. 2. F.W. Sears, M.W. Zemansky, H.D. Young, R.A. Freedman. Ed. Addison Wesley Longma
 
Mètodes docents  

Classes de teoria (2 hores setmanals), de problemes (1 hora setmanal) i sessions de laboratori (6 sessions). L’assistència a les sessions de laboratori és obligatòria per tots els estudiants (nous i repetidors)
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

La matèria es reparteix en tres blocs:

  • Bloc 1: Temes 1 a 7 (40% de la nota)
  • Bloc 2: Temes 8 a 13 (40% de la nota)
  • Pràctiques: (20% de la nota)

Examen parcial: al novembre o desembre (en data a acordar) hi haurà una examen parcial sobre el bloc 1.
Examen final (1a i 2a convocatòries): serà dividit entre els tres blocs. La nota final del Bloc 1 serà la millor de les obtingudes entre el parcial i el final. L'examen és el mateix per tots els estudiants (repetidors o nous), inclosa la part de pràctiques.

 
Informació addicional  

 Web de l'àrea de Física Aplicada

 
Llengua de les classes  

Català