Física II-Enginyeria Industrial


 
Codi
Nom Assignatura
Tipus
Crèdits T
Crèdits P
Cicle
Curs
Semestre
3105100386
Física II
Troncal
3.5
3.0
1
1
2

Obtenir arxiu en Word97

Assignatura:                                        Física II
Àrea de coneixement:                        Física Aplicada
Coordinador:                                       Josep Abel Gonzalez
Professors de teoria i problemes:  J. Calbó (grup matins), J. González (grup tardes).
Professors de pràctiques:                R. Juanola, J. Fort, J. Farjas

Docència real prevista:
                            Temps d’aula previst (teoria i problemes):  27 sessions = 54 hores = 5.4 crèdits
                            Temps de laboratori previst:    6 sessions
                            Total previst:     6.5 crèdits

Continguts:
 
TEMA 1  ELECTROSTÀTICA   (10h)
1.1 Llei de Coulomb: Introducció. Càrrega i força elèctrica. Llei de Coulomb. Conservació de la càrrega. Principi de superposició. Camp elèctric. Camp de la càrrega puntual. Distribucions de càrrega discretes i contínues. Energia potencial elèctrica. Potencial elèctric. Representacions gràfiques: superfícies equipotencials i línies de força. Potencial creat per la càrrega puntual. Potencial de les distribucions de càrrega. Energia potencial d'una distribució de càrrega. Camp d'una barra carregada uniformement (c.u.). Fil rectilini infinit c.u. Anell c.u. Disc c.u. Pla infinit c.u. 

1.2 Llei de Gauss: Flux elèctric. Flux del camp de la càrrega puntual. Llei de Gauss. Aplicacions: fil rectilini c.u., pla infinit c.u., esfera c.u. Discontinuitat del camp elèctric en una superfície carregada. Potencial de l'esfera c.u. Conductors elèctrics. Equilibri electrostàtic. Camp i potencial de l'esfera conductora c.u. Relació entre el camp i la densitat superficial de càrrega en un conductor. Relació entre la densitat superficial de càrrega i la curvatura: efecte puntes. Càlcul numèric del potencial.

1.3 Capacitat i condensadors: Capacitat. Condensador de plaques planoparal.leles. Cable coaxial. Condensador esfèric. Capacitat equivalent. Connexions de condensadors: sèrie, paral.lel. Connexions més complicades. Energia emmagatzemada en un condensador carregat. Densitat d'energia elèctrica. 

1.4 Dielèctrics: Dipol elèctric. Força i moment sobre un dipol. Moment dipolar elèctric. Dielèctrics: descripció dipolar. Densitat de càrrega lligada. Susceptibilitat. Desplaçament dielèctric. Permitivitat. Condensadors amb dielèctrics. 

TEMA 2  ELECTRODINÀMICA I CORRENT CONTINU   (10h)
2.1 Corrent elèctric i llei d'Ohm: Corrent elèctric. Conductors i aïlladors. Intensitat de corrent elèctric. Llei d’Ohm global. Resistència, resistivitat i conductivitat. Llei d’Ohm local. Efecte Joule. Treball i potència. 

2.2 Circuits: Generadors. Força electromotriu. Resistència equivalent. Connexions sèrie i paral.lel. Circuits. Regles de Kirchhoff. Teorema de Thévenin. Bateries en sèrie i en paral.lel. Circuit RC: càrrega i descàrrega del condensador. Aparells de mesura: amperímetre, voltímetre, òhmetre. Divisor de tensió. Potenciòmetre. Pont de Wheatstone.

TEMA 3  MAGNETISME   (14h)
3.1 Efectes del camp magnètic: Camp magnètic. Línies de camp. Llei de Gauss. Interacció electromagnètica. Efectes sobre càrregues en moviment. Òrbites ciclotròniques. Confinament magnètic. Efecte Hall. Acció sobre feixos electrònics TRC: producció del feix, acceleració dels electrons, deflexió electrostàtica, deflexió magnètica, enfocament electrostàtic i magnètic. Força i moment magnètics sobre conductors: galvanòmetres i motors.

3.2 Generació del camp magnètic: Fonts del camp magnètic. Llei de Biot-Savart. Llei de Ampère. Camp del fil rectilini infinit. Força entre conductors. Espires i solenoides rectes i toroidals. Corrent de desplaçament. Llei de Ampère-Maxwell. 

3.3 Inducció magnètica: Inducció. Llei de Faraday. Llei de Lenz. Forma general de la llei de Faraday. Alternador. Corrents de Foucault. Inducció mútua. Autoinducció: solenoide recte i cable coaxial. Energia en un solenoide i densitat d'energia magnètica. Circuits RL, LC i RLC. Oscil.lacions elèctriques lliures i esmorteides. 

3.4 Magnetisme en la matèria: Magnetització. Excitació magnètica. Susceptibilitat. Permeabilitat. Paramagnetisme. Diamagnetisme. Ferromagnetisme. Histèresi. Circuits magnètics: reluctància i força magnetomotriu. 

TEMA 4  CORRENT ALTERN   (12h)
4.1 Notació vectorial. Definicions. Valor eficaç. Comportament de resistències, condensadors i inductàncies: reactàncies i llei de Ohm. Potència activa, reactiva i aparent. Impedàncies. Circuit RC-sèrie: filtre. Circuit RL-sèrie: bobina real. Circuit ressonant RLC-sèrie: ressonància, sintonització. 
4.2 Notació complexa. Magnituds complexes: tensió, intensitat, reactàncies, impedància i admitància. Exemples. Circuits paral.lel. Ressonància i antirressonància. Transformadors. Regles de Kirchhoff en corrent altern.
TEMA 5  ONES ELECTROMAGNÈTIQUES I ÒPTICA   (8h)
5.1 Ones electromagnètiques. Equació d'ona. Equacions de Maxwell. Ona electromagnètica plana. Intensitat d'ona. Energia i quantitat de moviment d'una ona electromagnètica. Espectre electromagnètic. 
5.2 Òptica. Front d'ona i raig de llum. Principi de Huygens. Principi de Fermat. Reflexió i les seves lleis. Reflexió total. Polarització per reflexió. Refracció i les seves lleis. Guies òptiques. Prismes. Dispersió de la llum. 
5.3 Polarització.  Processos de polarització. Polaroides. Llei de Malus. Grau de polarització. 

5.4 Òptica ondulatòria. Llum monocromàtica. Coherència. Làser. Interferència de Young. Xarxa de difracció. Difracció de raigs X. Difracció d'electrons. Interferència en làmines. Filtres interferencials. Difracció de Fraunhofer. Revisió de l'experiment de la doble escletxa. Límit de resolució instrumental. Criteri de Rayleigh.

Treballs pràctics:

            6 sessions de laboratori = 12 hores = 1.2 crèdits)

            Sessió 1.  Introducció. Mesura de la velocitat del so.
            Sessions 2, 3, 4 i 5. Càlcul numèric de potencial.
                                               Efecte Hall i mesura de camp magnètic.
                                               Oscil.lacions elèctriques esmorteïdes i forçades: circuit ressonant RLC.
                                               Òptica geomètrica: reflexió i refracció.
            Sessió 6.  Sessió complementària.

       Horaris.

Bibliografia:

Bàsica:

D’ampliació:
 
   Comentaris: jordi.farjas@udg.es  Última actualització: [5 de febrer de 1998]