FÍSICA
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Objetivo: Comprender los principios del funcionamiento
de los circuitos electrónicos en general, y de los circuitos digitales
en particular, para analizar aplicaciones usuales y hacer posible el tener diseños
particulares.
1 Temas de mecánica, óptica y física moderna
AC1 Mecánica. Necesidad de la física como ciencia
para modelar, comprender y predecir el comportamiento de fenómenos de
la naturaleza. Magnitudes y unidades. Fuerza. Sistemas en equilibrio estático.
Dinámica. Masa. Trabajo. Energía. Potencia. Cinemática.
Energía cinética y energía potencial. Conservación
de la energía. Conservación de la cantidad de movimiento. Fuerza
gravitacional. Leyes de Newton. Ley de gravitación universal. Campo gravitacional.
AC2 Óptica. Movimiento ondulatorio. Teoría electromagnética:
fotones y luz. Propagación de la luz. Óptica geométrica:
lentes, diafragmas, espejos, sistemas ópticos. Reflexión óptica.
Refracción óptica. Interferencia óptica. Difracción
óptica. Teoría cuántica de la luz. Radiación láser.
AC3 Física moderna. Física relativista: relatividad
galileana, ecuaciones de Lorentz-Fitzgerald, masa y energía relativistas.
Teoría cuántica: radiación de un cuerpo negro, la hipótesis
cuántica de Planck, el efecto fotoeléctrico, dualidad onda-partícula,
el modelo de Bohr, la hipótesis de De Broglie. Mecánica cuántica:
la función de onda, el principio de incertidumbre de Heisenberg, implicaciones
filosóficas, principio de exclusión de Pauli. Física nuclear:
partículas atómicas y subatómicas. Fisión y fusión
nucleares. Partículas elementales, quarks. Teorías unificadas.
2 Electricidad y magnetismo
AC4 Electricidad. Carga eléctrica. Ley de Coulomb.
Campo eléctrico. Líneas de fuerza. Potencial eléctrico.
Electrostática. Conceptos básicos de electricidad y electrónica.
Electrodinámica. Conductores y aislantes. Corriente eléctrica.
Potencia eléctrica. Resistencia. Ley de Ohm. Conductividad. Circuitos
eléctricos simples.
AC5 Magnetismo. Inducción magnética. Fuerzas sobre
conductores portadores de corriente. Concepto de magnetización. Imanes.
Campo magnético. Características magnéticas de los materiales.
Ferromagnetismo. Ferritas. Superconductividad: historia y materiales superconductores,
inducción magnética. Ecuaciones de Maxwell.
AC6 Circuitos eléctricos. Características v-i de
los componentes pasivos y activos. Leyes de Kirchoff. Medición de corriente
y voltaje. Relaciones entre corriente y voltaje. Análisis de circuitos
resistivos. Respuestas a excitaciones variables en general y senoidales en particular.
Respuesta transitoria y en estado permanente. Impedancia. Capacitancia. Condensadores.
Circuitos RC, RL y RLC. Métodos de análisis en el dominio de la
frecuencia. Funciones de transferencia. Amplificadores operacionales.
3 Electrónica
AC7 Principios de electrónica. Componentes electrónicos
básicos. Resistencia, capacitancia, inductancia. Semiconductores. Diodos.
Manufactura. Arreglos de diodos: circuitos. Configuraciones con diodos en serie,
en paralelo y en serie-paralelo. Compuertas AND/OR. Transistores. Amplificadores
operacionales. Aplicaciones de diodos. Flip-flops. Sistemas analógicos.
AC8 Circuitos electrónicos. Representación analítica
de señales. Osciladores. Amplificadores. Conmutadores. Circuitos básicos:
inversor, sumador, derivador, integrador. Moduladores y demoduladores. Circuitos
integrados. Flip-flops integrados. Circuitos integrados lineales: amplificadores
operacionales, reguladores (filtros y fuentes de poder), digitales (comparadores,
convertidores).
AC9 Tecnologías de circuitos integrados. Principios y fases de
la integración. Circuitos integrados de pequeña, mediana y gran
escala. Compuertas DTL, TTL y ECL. Tecnología TTL, MOS y CMOS. Circuitos
estáticos y dinámicos. Microelectrónica. Dispositivos CCD.
Rendimiento, economía de escala, interconexiones, pins.
AC10 Dispositivos de propósito especial. Conversores A/D y D/A.
Necesidad de conversión. Métodos de conversión con realimentación
y sin realimentación. Moduladores y demoduladores. Multiplexores.
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