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Electromagnetismo, Semiconductores y Ondas
| Código de la asignatura | 1917 |
|---|---|
| Nº Créditos ECTS | 6 |
| Tipo | Formación básica |
| Duración | Semestral |
| Idiomas | Castellano |
| Profesor(es) | |
| Año académico | 2024-25 |
El ejercicio de la ingeniería moderna requiere conocer los fenómenos físicos que son la base de los diferentes sistemas y procesos implicados. Todos los mecanismos de comunicaciones que el ingeniero de telecomunicación estudiará, diseñará o gestionará dependen en última instancia de la física de los campos electromagnéticos. Ya se trate de comunicaciones inalámbricas, de transmisión por fibra óptica o por cable, los fenómenos físicos involucrados son electromagnéticos.
Por otra parte, los sistemas de comunicaciones dependen muy fundamentalmente de la física de semiconductores, que hace posible el funcionamiento de transmisores, receptores, amplificadores, procesadores de señal… sin los cuales la telecomunicación actual sería impensable.
Esta asignatura, en la que se requiere que el alumno tenga destreza en el manejo de las matemáticas de campos escalares y vectoriales, es una continuación natural de la asignatura de Física del grado y en ella nos detendremos en el estudio del electromagnetismo, los semiconductores y las ondas. A su vez ofrece conocimientos fundamentales para una gran cantidad de asignaturas del grado, teniendo su continuación en la asignatura de Campos y Ondas de segundo curso.
- Capacidad para aprender nuevos métodos y tecnologías y adaptarse con versatilidad a nuevas situaciones, gracias al conocimiento de materias básicas y tecnologías de telecomunicaciones.
- Capacidad para realizar mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes planificación de tareas y otros trabajos análogos en su ámbito específico de la telecomunicación.
- Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos sobre las leyes generales de los campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
- Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de los principios físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Capacidad de organización y planificación.
- Comunicación verbal y escrita para transmitir ideas y decisiones con claridad y rigor en la exposición.
- Resolución de problemas.
- Aprendizaje autónomo.
- Creatividad.
- Conocer los fundamentos físicos aplicados a las comunicaciones.
- Capacidad para identificar y utilizar dispositivos electrónicos básicos.
- Comprender y dominar los conceptos fundamentales de campos, ondas y electromagnetismo.
- Saber cómo resolver problemas propios de la ingeniería relacionados con las leyes del electromagnetismo.
- Comprender el principio físico de los semiconductores y familias lógicas.
Durante el desarrollo de la asignatura se realizarán actividades prácticas que permitan adquirir las competencias y resultados de aprendizaje necesarios para la superación de la asignatura. Dichas actividades prácticas se coordinarán desde el Aula de Laboratorio de la asignatura.
Con objeto de evaluar la adquisición de las competencias y resultados de aprendizaje de carácter práctico, es necesario que el estudiante realice en esta asignatura prácticas de laboratorio que requieren presencialidad. En el cronograma semestral de la asignatura se indicará la fecha y lugar de realización, así como el proceso de evaluación específico para esta asignatura.
Dedicación requerida
La dedicación requerida para esta asignatura de 6 créditos ECTS es de 150 horas, que se encuentran distribuidas de la siguiente manera:
- Estudio de las Unidades Didácticas: 45 h.
- Material complementario. Lectura de art./Visionado de vídeos en web: 7,5 h.
- Supuesto, Casos prácticos y/o prácticas de laboratorio: 36,5 h.
- Prácticas de laboratorio telepresenciales síncronas: 8 h.
- Prácticas de laboratorio presencial: 8 h.
- Búsqueda de información: 22,5 h.
- Redacción o realización de informes: 7,5 h.
- Acción tutorial: 7,5 h.
- Evaluación: 7,5 h.
Manual de la asignatura:
Cheng, David K. (2013). "Fundamentals of Engineering Electromagnetics for os de electromagnetismo para ingeniería". London: Pearson.
Además, se recomienda la siguiente bibliografía de consulta voluntaria:
- Hayt, W.H. y Buck, J.A. (2012). "Teoría electromagnética". Ed.: Ciudad de México: McGraw-Hill.
- Purcell, E.M. (2010). "Electricidad y magnetismo". Barcelona: Reverté.
- Stratton, J.A. (2007). "Electromagnetic Theory". Hoboken, NJ: Wiley-IEEE Press.
- Elliot, R.S. (1993). "Electromagnetics. History, Theory and Applications". Nueva York: IEEE.
Para el desarrollo del aprendizaje práctico de la asignatura, se empleará software de análisis numérico y recursos digitales ofrecidos en el laboratorio virtual de la asignatura.
| SEMANAS (*) | UNIDADES DIDÁCTICAS | ACTIVIDADES DIDÁCTICAS |
|---|---|---|
| Semana 1 | Unidad 1. Análisis vectorial 1.1. Vectores y sistemas de coordenadas ortogonales 1.2. Gradiente, divergencia y rotacional 1.3. Clasificación de campos: teorema de Helmholtz |
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| Semanas 2 y 3 | Unidad 2. El campo electrostático I 2.1. Ley de Coulomb 2.2. Campo eléctrico 2.3. Campos debidos a distribuciones de carga 2.4. Ley de Gauss 2.5. El potencial electrostático 2.6. Campo de un dipolo eléctrico 2.7. Energía y fuerzas electrostáticas |
|
| Semanas 4 y 5 | Unidad 3. El campo electrostático II 3.1. Conductores en campos electrostáticos 3.3. Método de imágenes 3.4. Campos en materiales dieléctricos 3.5. Condiciones de frontera 3.6. Capacitancias y condensadores 3.7. Ecuaciones de Poisson y Laplace |
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| Semana 6 | Unidad 4. Corrientes eléctricas estacionarias 4.1. Corriente y densidad de corriente 4.2. Continuidad de la carga y la corriente 4.3. Conductores metálicos y ley de Ohm 4.4. Cálculos de resistencia |
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| Semanas 7 y 8 | Unidad 5. Campo magnetostático I 5.1. Ley de Boit-Savart 5.2. Ley circuital de Ampère 5.3. Teorema de Stokes y Ley diferencial de Ampère 5.4. Potencial vector 5.5. Ecuaciones del campo magnetostático |
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| Semanas 9 y 10 | Unidad 6. Campo magnetostático II 6.1. Fuerza sobre una carga en movimiento 6.2. Fuerza sobre distribuciones de corriente 6.3. Fuerzas y pares fuerza entre elementos circuitales 6.4. Campo de dipolo magnético 6.5. Naturaleza de los materiales magnéticos 6.6. El campo magnético en medios materiales 6.7. Condiciones de frontera magnética 6.8. Inductancia e inductancia mutua 6.9. Energía y fuerzas magnéticas |
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| Semanas 11 y 12 | Unidad 7. Campos electromagnéticos, ecuaciones de Maxwell y ondas 7.1. Ley de Faraday 7.2. Corriente de desplazamiento 7.3. Ecuaciones de Maxwell en forma puntual e integral 7.4. Potenciales retardados 7.5. Ecuación de onda 7.6. La onda electromagnética |
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| Semana 13 | Unidad 8. Materiales semiconductores 8.1. Concepto de materiales semiconductores 8.2. Portadores de corriente 8.3. Tipos de materiales semiconductores 8.3. Cálculos de densidad de corriente |
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| Semanas 14 y 15 | Unidad 9. Dispositivos semiconductores 9.1. La unión P-N: el diodo 9.2. La unión P-N en equilibrio 9.3. La unión P-N en condiciones dinámicas 9.4. Aproximaciones de gran señal 9.5. Aplicaciones y dispositivos basados en uniones P-N |
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| Resto de semanas hasta finalización del semestre | Estudio y preparación para el examen final, celebración del examen final y cierre de actas. | |
Durante el estudio de esta asignatura, el proceso de evaluación del aprendizaje es continuo y contempla la realización de:
- Una evaluación continua a lo largo del curso a través de acciones didácticas que supone el 40% de la nota final. Incluye la realización de los diferentes tipos de actividades de evaluación, de aprendizaje y controles.
- Actividades de aprendizaje (AA): actividades que permiten evaluar el desarrollo de las competencias al hilo del desarrollo de las unidades didácticas. Pueden adoptar el formato de foro, cuestionario, glosario u otros.
- Controles: actividades que permiten evaluar la adquisición de aspectos conceptuales y prácticos de la asignatura. Toman la forma de cuestionarios.
- Actividades de evaluación continua (AEC): actividades que permitan evaluar el alcance de ciertos hitos académicos a lo largo del cuatrimestre. Pueden adoptar el formato de informes, cuestionarios, casos prácticos, comentarios de texto, etc.
- Un examen final presencial que supone el 60% de la nota final. Está dirigido a la valoración de las competencias y conocimientos adquiridos por el estudiante. El examen se evaluará de 0 a 10, tendrá una duración estimada de 90 minutos y será de tipo mixto, con una parte tipo test de preguntas de opción múltiple y una parte de desarrollo teórico-práctico. Dentro de la parte tipo test, los errores penalizan con el objetivo de corregir las respuestas acertadas por azar.
Para poder presentarse al examen final, tanto en la convocatoria ordinaria como extraordinaria, es imprescindible alcanzar una calificación mínima de 2 puntos sobre 4 en la evaluación continua del curso, excluida la actividad de laboratorio presencial, cuya superación es condición necesaria para superar la asignatura, ya sea en convocatoria ordinaria o extraordinaria.
Todo alumno que se presente al examen final sin reunir los requisitos establecidos para ello no puede optar a la corrección de dicho examen y llevará consigo la calificación de "suspenso" en el curso.
De acuerdo a lo establecido en la normativa de laboratorios presenciales, en caso de realizar y aprobar el examen final en convocatoria ordinaria sin haber superado la actividad de laboratorio -pero con el resto de la evaluación continua superada- se obtendrá una calificación de "no presentado" en las actas de la convocatoria ordinaria, y su nota será reservada para la convocatoria extraordinaria a expensas de superar la actividad de laboratorio.
| Tipo de actividad | Actividades planificadas | Peso clasificación |
|---|---|---|
| Actividades de aprendizaje | 3 | 10% |
| Actividades de Evaluación Continua (AEC) | 3 | 20% |
| Controles | 3 | 10% |
| Examen final | Si | 60% |
| Total | 100% |
Para aprobar la asignatura, es necesario obtener una calificación mínima de 5 en el examen final presencial, así como en la calificación total del curso, una vez realizado el cómputo ponderado de las calificaciones obtenidas en las actividades didácticas y en el examen final presencial.
Si un estudiante no aprueba la asignatura en la convocatoria ordinaria podrá examinarse en la convocatoria de septiembre.
Las fechas previstas para la realización de todas las actividades se indican en el aula virtual de la asignatura.
Originalidad de los trabajos académicos
Según la Real Academia Española, “plagiar” significa copiar en lo sustancial obras ajenas dándolas como propias. Dicho de otro modo, plagiar implica expresar las ideas de otra persona como si fuesen propias, sin citar la autoría de las mismas. Igualmente, la apropiación de contenido puede ser debida a una inclusión excesiva de información procedente de una misma fuente, pese a que esta haya sido citada adecuadamente. Teniendo en cuenta lo anterior, el estudiante deberá desarrollar sus conocimientos con sus propias palabras y expresiones. En ningún caso se aceptarán copias literales de párrafos, imágenes, gráficos, tablas, etc. de los materiales consultados. En caso de ser necesaria su reproducción, esta deberá contemplar las normas adecuadas para la citación académica.
Los documentos que sean presentados en las actividades académicas podrán ser sometidos a diferentes mecanismos de comprobación de la originalidad (herramientas antiplagios que detectan coincidencias de texto con otras fuentes, comparación con trabajos de otros estudiantes, comparación con información publicada en Internet, etc). El profesor valorará si el trabajo presentado cuenta con los criterios de originalidad exigidos o, en su caso, se atribuye adecuadamente la información no propia a las fuentes correspondientes. La adjudicación como propia de información que corresponde a otros autores podrá suponer el suspenso de la actividad.
Los documentos presentados en las actividades académicas podrán ser almacenados en formato papel o electrónico y servir de comparación con otros trabajos de terceros, a fin de proteger la originalidad de la fuente y evitar la apropiación indebida de todo o parte del trabajo del estudiante. Por tanto, podrán ser utilizados y almacenados por la universidad, a través del sistema que estime, con el único fin de servir como fuente de comparación de cualquier otro trabajo que se presente.
Sistema de calificaciones
El sistema de calificación de todas las actividades didácticas es numérico del 0 a 10 con expresión de un decimal, al que se añade su correspondiente calificación cualitativa:
0 - 4.9: Suspenso (SU)
5.0 - 6.9: Aprobado (AP)
7.0 - 8.9: Notable (NT)
9.0 - 10: Sobresaliente (SB)
(RD 1125/2003, de 5 de septiembre, por lo que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y con validez en todo el territorio nacional).