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Academic Year/course: 2023/24

30310 - Electromagnetism and Waves


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
30310 - Electromagnetism and Waves
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
438 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering
581 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering
ECTS:
6.0
Year:
2
Semester:
First semester
Subject type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

This subject provides the student with the understanding and mastery of the basic concepts of the general laws of acoustic and electromagnetic waves, and their application to solve problems related to the engineering of telecommunication technologies and services. As a basic subject, it contributes to the competence in the fundamentals of scientific-technological knowledge.

In order to successfully take this subject, it is highly recommended to have acquired the competencies corresponding to the subjects of physics and mathematics in the first year.

These approaches and objectives are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the 2030 Agenda of United Nations (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and the activities planned in this subject will contribute to some extent to the achievement of targets 7.3, 7b, 8.2, 9.1, 9.5 and 9c of the corresponding goals.

2. Learning results

  • To know the fundamental concepts and laws of fields, waves and electromagnetism and to know how to apply them correctly to basic engineering problems.
  • To know the characteristic parameters of plane and spherical waves, as well as the phenomena associated with the superposition and interference of waves.
  • To know and know how to apply the expressions of the energy associated with the magnetic and electric field.
  • To properly formulate and interpret the physical meaning of Maxwell's equations in integral and differential form in vacuum and in material media.
  • To deduce and know how to apply plane wave solutions for potentials and electromagnetic fields in simple infinite and semi-infinite media.
  • Solve in a complete and reasoned way, using a rigorous, clear and precise language, exercises and problems of electromagnetism and waves, reaching correct numerical results expressed in the appropriate units.
  • Correctly use basic methods of measurement, processing, presentation and interpretation of experimental data, relating these with the appropriate physical magnitudes and laws and identifying the degree of approximation used.
  • Write a simple technical report or paper integrating experimental results and theoretical foundations and be able to present it orally.

3. Syllabus

Theory:

1. Introduction to the electromagnetic model.

2. Electrostatics in vacuum and in material media.

3. Stationary electric current. Current density.

4. Magnetostatics in vacuum and in material media.

5. Electromagnetic field

6. Fundamentals of waves.

7. Electromagnetic waves in infinite media.

8. Reflection and refraction of plane electromagnetic waves.

9. Sound waves in the air.

Practices:

1. Measurement of the permittivity of dielectrics.

2. Numerical solution of the Laplace Equation.

3. Experimental verification of the Faraday-Lenz Law. Shielding by conductors.

4. Computer simulation of plane wave propagation in different media.

5. Propagation of ultrasound in air.

4. Academic activities

Face-to-face activities:

Timetables and dates defined by EINA

  • Participatory lectures 40 hours, in classroom.
  • Problem solving and case studies: 10 hours, in classroom.
  • Laboratory practices: 10 hours in 5 two-hour sessions, in small groups, in the laboratory.
  • Assessment tests. 3 hours, in classroom.

Other activities:

  • Tutored group work (information search, case resolution, report writing, meetings): 27 hours Personal work (study, problem solving and writing practice reports): 60 hours

5. Assessment system

The student will have a global test in each session. The grade will be calculated as follows:

1. Written exam (60%) with two parts, both with the same weight: a theoretical one in which the knowledge acquired is evaluated through a series of short questions and a practical one in which theproblem solving capacity is evaluated

2. Laboratory practicals (25%) The evaluation will be carried out through the presentation of a written report in a specified format, with a deadline for each practice.

3. Tutored group work (15%): The assessment will be carried out by means of a written report with a due date that will include theoretical developments and the resolution of specific problems.

In order to pass the subject, a minimum score of 3.5 out of 10 is required in each of the two parts of the written exam, as well as an average of at least 4 out of 10 in both parts.

The evaluation system for the practice and tutored work will be governed exclusively by the continuous assessment modality in the first call. Those students who have not been able to complete the practices and/or work during the term will have the possibility of passing them and/or work exam in the second exam session.


Curso Académico: 2023/24

30310 - Electromagnetismo y ondas


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
30310 - Electromagnetismo y ondas
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
438 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

1. Información básica de la asignatura

Esta asignatura proporciona al estudiante la comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de las ondas acústicas y electromagnéticas, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería de tecnologías y servicios de telecomunicación. Como asignatura básica, contribuye a la competencia en los fundamentos del conocimiento científico-tecnológico. 
 
Para poder cursarla con éxito es muy recomendable haber adquirido las competencias correspondientes a las asignaturas de física y matemáticas de primer curso.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y las actividades previstas en esta asignatura contribuirán en cierta medida al logro de las metas 7.3, 7b, 8.2, 9.1, 9.5 y 9c de los objetivos correspondientes.

2. Resultados de aprendizaje

  • Conocer los conceptos y leyes fundamentales de  los  campos, las ondas y el electromagnetismo y saber aplicarlos
    correctamente a problemas básicos en ingeniería.
  • Conocer los parámetros característicos de las ondas planas y esféricas, así como los fenómenos asociados a la
    superposición e interferencia de ondas.
  • Conocer y saber aplicar las expresiones de la energía asociada al campo magnético y eléctrico.
  • Formular adecuadamente e interpretar el significado físico de las ecuaciones de Maxwell en forma integral y diferencial en el vacío y en medios materiales.
  • Deducir y saber aplicar las soluciones de ondas planas para los potenciales y campos electromagnéticos en medios
    simples infinitos y semi infinitos.
  • Resolver de forma completa y razonada, utilizando un lenguaje riguroso, claro y preciso, ejercicios y problemas de
    electromagnetismo y ondas, alcanzando resultados numéricos correctos expresados en las unidades adecuadas.
  • Utilizar correctamente métodos básicos de medida, tratamiento, presentación e interpretación de datos experimentales, relacionando éstos con las magnitudes y leyes físicas adecuadas e identificando el grado de aproximación utilizado.
  • Redactar un informe o trabajo de tipo técnico sencillo que integra resultados experimentales y fundamentos
    teóricos así como de ser capaz de presentarlo oralmente.

 

3. Programa de la asignatura

Teoría:

  1.  Introducción al modelo electromagnético.
  2.  Electrostática en el vacío y en medios materiales.
  3.  Corriente eléctrica estacionaria. Densidad de corriente.
  4.  Magnetostática en el vacío y en medios materiales.
  5.  Campo electromagnético
  6.  Fundamentos de ondas.
  7.  Ondas electromagnéticas en medios infinitos.
  8.  Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas planas.
  9.  Ondas sonoras en el aire.

Prácticas:

  1. Medida de la permitividad de dieléctricos.
  2. Solución numérica de la Ecuación de Laplace.
  3. Verificación experimental de la Ley de Faraday-Lenz. Apantallamiento por conductores.
  4. Simulación por ordenador de la propagación de ondas planas en distintos medios.
  5. Propagación de ultrasonidos en el aire.

 

 

4. Actividades académicas

Actividades presenciales:

Horarios y fechas definidos por la EINA

  • Clase magistral participativa: 40 horas, en aula.
  • Resolución de problemas y casos: 10 horas, en aula.
  • Prácticas de laboratorio: 10 horas en 5 sesiones de dos horas, en grupos reducidos, en laboratorio.
  • Pruebas de evaluación: 3 horas, en aula.

Otras actividades:

  • Trabajo tutelado en grupo (búsqueda de información, resolución de casos, redacción del informe, reuniones): 27 horas
  • Trabajo personal (estudio, resolución de problemas y redacción de informes de prácticas): 60 horas

5. Sistema de evaluación

El alumno dispondrá de una prueba global en cada convocatoria. La calificación se calculará de la siguiente forma:

  1. Examen escrito (60%) con dos partes, ambas con el mismo peso: una teórica en las que se evalúan los conocimientos adquiridos mediante una serie de cuestiones breves  y otra práctica en la que se evalúa la capacidad de resolución de problemas. 
  2. Prácticas de laboratorio (25%) La evaluación se realizará mediante la presentación de un informe escrito en un formato especificado, con fecha límite de entrega por práctica.
  3. Trabajo tutelado en grupo (15%): La evaluación se realizará mediante un informe escrito con fecha límite de entrega que incluirá desarrollos teóricos y la resolución de problemas concretos. 

Para superar la asignatura es necesaria una puntuación mínima de 3.5 sobre 10 en cada una de las dos partes del examen
escrito, así como que la media de ambas sea al menos 4 sobre 10

El sistema de evaluación de las prácticas y del trabajo tutelado se regirá exclusivamente por la modalidad de evaluación continua en la primera convocatoria. Aquellos alumnos que no hayan podido realizar las prácticas y/o el trabajo a lo largo del curso dispondrán de la posibilidad de superarlas mediante un examen de prácticas y/o trabajo en la segunda convocatoria.