Campos electromagnéticos

Código: 11276 Curso: 2º Cuatrimestre: A ECTS: 5 Carácter: Obl
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Información Institucional

ERT
EPSG
Departamento
COMUNICACIONES
Titulación
Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación, Sonido e Imagen

Contenido de la Guía

Contenido

1. Análisis Vectorial y Ecuaciones de Maxwell
1.1 Introducción a los campos electromagnéticos
1.2 Análisis vectorial
1.3 Ecuaciones de Maxwell
2. Ondas Planas
2.1 Ecuaciones y parámetros de una onda plana
2.2 Polarización de una onda plana
2.3 Incidencia de una onda plana sobre una discontinuidad
2.4 Propagación en medios con pérdidas
3. Ondas Guiadas
3.1 Modos de propagación
3.2 Parámetros de propagación
3.3 Guía rectangular

Contexto

La asignatura Campos Electromagnéticos se imparte en el primer cuatrimestre del segundo curso del Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación, Sonido e Imagen y también del segundo curso del Doble grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación, Sonido e Imagen + Comunicación Audiovisual, en la Escuela Politécnica Superior de Gandia de la Universidad Politécnica de Valencia. La asignatura pertenece al módulo 2 común a la rama de Telecomunicación dentro de la materia "Campos y ondas. Propagación" que comparte con las asignaturas "Acústica" y "Propagación", con 4.5 créditos cada una. En esta asignatura se pretende dar una visión completa de los campos electromagnéticos variables, tomando como base la formación recibida en Física de primer curso (Formación Básica). Se estudiará el concepto de onda electromagnética y sus características, su propagación en espacio libre, en presencia de obstáculos planos y en el interior de medios guiados. En este sentido, los conocimientos impartidos están íntimamente relacionados con las ondas acústicas que se estudiarán simultáneamente en la asignatura de "Acústica". Por último, la formación en campos y propagación finalizará con la asignatura de "Propagación" en el siguiente cuatrimestre, a la que Campos Electromagnéticos pretende servir como base. Ya en la rama de Sistemas de Telecomunicación, la materia impartida será estrictamente necesaria para asignaturas optativas como "Antenas y Radiopropagación" o "Circuitos de Alta Frecuencia y Microondas".

Descripción

El objetivo principal de la asignatura Campos Electromagnéticos es que el estudiante adquiera los fundamentos básicos sobre las características de las ondas electromagnéticas y su propagación en espacio libre o en un medio guiado. Para ello, la asignatura se estructura en tres unidades didácticas: La primera realiza una revisión de las herramientas matemáticas para posteriormente abordar las leyes que rigen el electromagnetismo, conocidas como ecuaciones de Maxwell. Las unidades didácticas 2 y 3 tratan los dos tipos de ondas electromagnéticas de mayor aplicación práctica en telecomunicaciones: las ondas planas, que modelan la propagación del campo electromagnético en espacio libre, y las ondas guiadas, que viajan por en el interior de medios confinados (guías de onda). Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: - Identificar el sistema de coordenadas y realizar la transformación entre sistemas cartesiano, cilíndrico y esférico. - Operar con vectores complejos y realizar el cálculos vectoriales tanto en su forma integral (de línea, superficie y volumen) como en su forma diferencial (gradiente, divergencia y rotacional). - Definir las ecuaciones de Maxwell en el dominio del tiempo y con su expresión fasorial en régimen permanente sinusoidal. - Clasificar los tipos de onda electromagnética y calcular las propiedades básicas de las ondas. - Definir y parametrizar una onda plana. - Identificar la polarización de una onda plana, su tipo, signo, relación axial y coeficiente de acoplo. - Modelar la incidencia en una discontinuidad sobre conductor y sobre dieléctrico. - Calcular la propagación en medios con pérdidas: atenuación, tangente de pérdidas, resistencia superficial. - Definir las características de propagación de ondas guiadas: modos de propagación TE, TM y TEM, velocidad de fase y de grupo, dispersión, atenuación en conductor y dieléctrico. - Modelar la propagación en una guía rectangular: modos TE y TM, modo fundamental y frecuencias de corte.

Evaluación

Los contenidos de la asignatura están organizados en tres unidades didácticas y prácticas de laboratorio, con el siguiente peso específico en la evaluación: - UD1. Análisis Vectorial y Ecuaciones de Maxwell: 30% - UD2. Ondas Planas: 40% - UD3. Ondas Guiadas: 20% - Laboratorio: 10% A lo largo del curso se realizarán 4 pruebas escritas y 4 prácticas de laboratorio, con el siguiente reparto de la nota final: - UD1 Análisis Vectorial (12% de la nota = 8% prueba escrita + 4% problemas propuestos) - UD1 Ecuaciones de Maxwell (18% de la nota = 14% prueba escrita + 4% problemas propuestos) - UD2 Ondas Planas (40% de la nota = 33% prueba escrita + 7% problemas propuestos) - UD3 Ondas Guiadas (20% de la nota = 17% prueba escrita + 3% problemas propuestos) - Laboratorio (10% de la nota) A la nota de cada prueba escrita se le sumará la nota obtenida con la recopilación de trabajos académicos compuestos por ejercicios de práctica en el aula y problemas propuestos para casa de cada unidad didáctica (con un peso total del 18% en la nota final). La entrega de los trabajos académicos será voluntaria y si no se realiza su peso pasará las pruebas escritas. La fecha de entrega se acordará en clase con los alumnos y no se aceptarán entregas más tarde de esa fecha. El trabajo de laboratorio se evaluará con un test que se realiza al finalizar cada práctica. Las pruebas prácticas deben realizarse en el laboratorio y en la sesión correspondiente de cada grupo. Los/las estudiantes podrán concurrir a los actos de recuperación de la asignatura con objeto de mejorar su calificación final, la cual puede suponer una modificación de la calificación final al alza o a la baja. El/La estudiante deberá comunicar al profesorado, a partir de las 48 horas siguientes a la publicación de notas finales, su intención de presentarse al examen de recuperación. En la convocatoria oficial, el alumno podrá recuperar las partes de la evaluación que necesite UD1, UD2, UD3 y/o Laboratorio, que corresponderá al 100% de la nota de esas partes, según los pesos anteriores: NotaFinal= 0.3*UD1 + 0.4*UD2 + 0.2*UD3 + 0.1*Laboratorio. La recuperación de las prácticas de laboratorio consistirá en un examen tipo test sobre los experimentos/simulaciones contenidos en los guiones correspondientes. EVALUACIÓN ALTERNATIVA PARA ALUMNOS CON DISPENSA: El alumno realizará un examen el día de la convocatoria oficial, compuesto por tres problemas (uno por cada unidad didáctica de teoría) y un test sobre los experimentos/simulaciones recogidos en los guiones de las prácticas, con el mismo peso que en la evaluación continua: NotaFinal= 0.3*UD1 + 0.4*UD2 + 0.2*UD3 + 0.1* Laboratorio.

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