INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

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1 ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERIA EN TRANSPORTE ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIAS DE FISICA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BASICAS ASIGNATURA: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA CLAVE: TSEE SEMESTRE:3 O CREDITOS: 8 VIGENTE:JULIO DE 1999 TIPO DE ASIGNATURA: TEORICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta. ASIGNATURA ANTECEDENTE: ASIGNATURA COLATERAL: Electromagnetismo Electricidad y Electrónica Experimental FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA El desarrollo tecnológico cada vez más acelerado de las comunicaciones y el transporte en todas sus modalidades hace imprescindible que el futuro profesional de la Ingeniería en Transporte esté cada vez más preparado en una amplia gama de las ciencias básicas y al mismo tiempo debe tener conocimientos en las áreas científico-tecnológicas de frontera, mismas que son la base alrededor de la cual converge la actividad humana; tal es el caso de las comunicaciones por fibra óptica, a través de satélite ó vía la red de Internet, todas ellas controladas con una computadora ó una red de las mismas. Con esta filosofía se plantea el presente curso: un paquete de conocimientos básicos apoyados en los dos primeros cursos que le anteceden y un conjunto de conocimientos que introducen al alumno en las áreas de actualidad. Con las carencias propias de la actualidad, se desarrolla el curso siguiendo una filosofía de carácter interactivo. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Al finalizar el curso el alumno: Identificara los conceptos básicos de la electricidad y de la electrónica de estado sólido, describiendo los dispositivos y circuitos de aplicación mas importantes, visualizando su incidencia en las áreas de frontera tecnológica, como los son la adquisición, el procesamiento y la transmisión de datos, así como también el área de circuitos lógicos que forman la base de una central de procesamiento unitario. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 72 H/SEMANA: 4 H/TEORIA/SEMESTRE: 72 H/PRACTICA/SEMESTRE: PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:ACADEMIAS DE FISICA REVISADO: ACAD. DE FISICA /JEFATURA DE CARRERA DE INGENIERIA EN TRANSPORTE APROBADO POR: ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ PRESIDENTE H.C.T.C.E 17 DE JUNIO, AUTORIZADO POR: COMISION DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL I.P.N.

2 HOJA: 2 DE 14. UNIDAD I NOMBRE: INTRODUCCION al finalizar esta unidad, el alumno:. Identificará el campo de aplicación global de la electricidad. Describirá los tipos principales de corriente eléctrica y sus características básicas. Identificará los diversos tipos de señales de CA y los valores eficaces de una señal senoidal. 1.1 La electricidad y sus usos Corriente eléctrica directa y alterna Características básicas de una corriente directa : intensidad de corriente, voltaje y resistencia. Características básicas de una corriente alterna. Tipos de señal.. 3 1C, 2B, 3B, 4B Valores promedio y valores eficaces

3 HOJA: 3 DE 14. UNIDAD II NOMBRE: CIRCUITOS ELECTRICOS DE CORRIENTE DIRECTA. Planteara las ecuaciones de un circuito de corriente directa y describirá algunos de los métodos de solución. Identificara el concepto de potencia eléctrica en un circuito. Describirá las características y funcionamiento de una fuente de voltaje y de una fuente de corriente. 2.1 Análisis de un circuito por el método de mallas y nodos. 2.2 Teoremas de Thevenin y Norton para el análisis de circuitos. 2.3 Potencia entregada y potencia disipada en un circuito. 6 1C, 2B, 3B, 4B Divisor de voltaje. Fuentes de corriente y de voltaje.

4 HOJA: 4 DE 14. UNIDAD III NOMBRE: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA.Describirá las características de un inductor, de un capacitor y de un diodo como partes de un circuito de corriente alterna. Planteará las ecuaciones de un circuito RC, RL y RLC y bosquejará la solución de estos. Enumerará y describirá las diversas formas de describir un circuito : numérica, fasorial y analítica. Describirá los diferentes sistemas de potencia existentes en CA y explicará el concepto de potencia trifásica. 3.1 Elementos básicos de un circuito 1 de CA: fuentes, resistencias, inductancias, capacitores, etc Circuitos de CA : Circuito RL Circuito RC Circuito LC Circuito RCL Descripción de un circuito de CA. Descripción numérica. Descripción fasorial. Descripción analítica C, 2B, 3B, 4B Potencia en un circuito de CA. Potencia y factor de potencia El transformador. 2

5 HOJA: 5 DE 14. UNIDAD III NOMBRE: CIRCUITOS ELECTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA.Describirá las características de un inductor, de un capacitor y de un diodo como partes de un circuito de corriente alterna. Planteará las ecuaciones de un circuito RC, RL y RLC y bosquejara la solución de estos. Enumerará y describirá las diversas formas de describir un circuito: numérica, fasorial y analítica. Describirá los diferentes sistemas de potencia existentes en CA y explicara el concepto de potencia trifásica Potencia y factor de potencia. Sistemas de potencia Sistemas trifilares monofásicos Sistemas trifilares en delta. Sistemas trifilares en Y Potencia trifásica. 1C, 2B, 3B, 4B

6 HOJA: 6 DE 14. UNIDAD IV NOMBRE: ESTUDIO DE ALGUNOS DISPOSITIVOS ELECTROMECANICOS Describirá los componentes básicos y el funcionamiento de un motor Describirá los componentes básicos y el funcionamiento de un instrumento de medición analógico de CD y CA Describirá el funcionamiento de un galvanómetro de suspención y de un instrumento de medición móvil El motor 4 Componentes y principio de funcionamiento Tipos de motores 4.2 Medidores analógicos de CD y CA 4 1C, 2B, 3B, 4B Galvanómetro de suspensión Medidor de bobina móvil e imán permanente

7 ASIGNATURA: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA CLAVE: TSEE. HOJA: 7 DE 14. UNIDAD V NOMBRE: FISICA Y DISPOSITIVOS DE ESTADO SOLIDO Describirá las características básicas de un componente semiconductor simple Describirá el funcionamiento de una unión PN y sus aplicaciones principales Describirá el funcionamiento de un diodo y analizará sus curvas de respuesta Describirá las características básicas de un diodo ZENER y sus aplicaciones básicas Describirá el funcionamiento de un transistor y analizará sus curvas de respuesta Semiconductores 2 Elementos de física de semiconductores: niveles de energía y conductividad La unión PN El diodo 4 1C, 2B, 3B, 4B Polarización y ruptura Curvas características y resistencia interna El diodo ZENER

8 ASIGNATURA: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA CLAVE: TSEE. HOJA: 8 DE 14. UNIDAD V NOMBRE: FISICA Y DISPOSITIVOS DE ESTADO SOLIDO Describirá las características básicas de un componente semiconductor simple Describirá el funcionamiento de una unión PN y sus aplicaciones principales Describirá el funcionamiento de un diodo y analizará sus curvas de respuesta Describirá las características básicas de un diodo ZENER y sus aplicaciones básicas Describirá el funcionamiento de un transistor y analizará sus curvas de respuesta El diodo como rectificador El fotodiodo 5.3 La unión PNP El transistor Características y polarización 4 1C, 2B, 3B, 4B Curvas de respuesta Límites de operación Potencia máxima El transistor bipolar

9 HOJA: 9 DE 14. UNIDAD VI NOMBRE: APLICACIONES Y TECNOLOGIA DEL TRANSISTOR Describirá las principales aplicaciones de un transistor Describirá las características de un circuito amplificador, conmutador y excitador de transistores Describirá las características básicas de los transistores de avanzada: FET y MOSFET Describirá el funcionamiento de un fototransistor y sus principales aplicaciones Circuitos amplificadores Circuito conmutador 6.3 Circuito excitador para LEDs Técnicas empíricas de diseño Dispositivos de control con transistores: turistas y triacs Transistores de avanzada: transistores para efecto de campo 8 1C, 2B, 3B, 4B El dispositivo semiconductor FET El dispositivo semiconductor MOSFEF 6.7 Fototransistores

10 HOJA: 10 DE 14. UNIDAD VII NOMBRE: INTRODUCCION A LOS SISS DE ADQUISICION DE DATOS Describirá el funcionamiento general de un transductor Enumerará algunos de los transductores utilizados en la actualidad: desplazamiento, presión radiación, etc. Describirá el papel que juega el transductor en la adquisición de datos Describirá el funcionamiento general de una interfase y enumerará los tipos existentes Describirá el funcionamiento general de un MODEM Señales analógicas 1 Transductores Características y usos Transductores por desplazamiento, presión, velocidad, y radiación 1C, 2B, 3B, 4B El transductor como componente de entrada a instrumentos de medición Procesamiento de señales

11 HOJA: 11 DE 14. UNIDAD VII NOMBRE: INTRODUCCION A LOS SISS DE ADQUISICION DE DATOS Describirá el funcionamiento general de un transductor Enumerará algunos de los transductores utilizados en la actualidad: desplazamiento, presión reducción, etc. Describirá el papel que juega el transductor en la adquisición de datos Describirá el funcionamiento general de una interfase y enumerará la tupa existentes Describirá el funcionamiento general de un MODEM Procesamiento y transmisión de 3 datos Transmisión de señales analógicas Conversión de una señal analógica a digital 3 Transmisión de datos digitales (MODEMs) 1C, 2B, 3B, 4B Lenguajes de transmisión Interfase decimal de codificación binaria Interfase CAMAC Interfase asíncrona 7.5 Transmisión de datos a distancia (MODEMS) 1

12 HOJA: 12 DE 14. UNIDAD VIII NOMBRE: INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS LOGICOS Describirá el funcionamiento general de un circuito lógico y el de una compuerta ta de apertura y de clausura. Describirá el funcionamiento de circuitos con operaciones lógicas básicas 2 variables: AND, OR, XOR, NOT, NAND y NOR Explicará el funcionamiento de un circuito secuencial y discutirá su campo de aplicación Describirá el funcionamiento de un circuito con operaciones lógicas de 3 y 4 variables: AND, NAND, OR y NOR Describirá algunos sistemas de control digital: semáforo, LED, reloj, alarma, etc. y el de una central de procesamiento unitario Análisis de circuitos lógicos y 2 circuitos básicos Compuertas lógicas Compuertas de abertura Compuertas de clausura 1C, 2B, 3B, 4B 8.3 Circuitos con operaciones lógicas básicas Operaciones AND, OR, XOR, NOT, NAND, y NOR para 2 variables

13 HOJA: 13 DE 14. UNIDAD VIII NOMBRE: INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS LOGICOS Describirá el funcionamiento general de un circuito lógico y el de una compuerta ta de apertura y de clausura. Describirá el funcionamiento de circuitos con operaciones lógicas básicas 2 variables: AND, OR, XOR, NOT, NAND y NOR Explicará el funcionamiento de un circuito secuencial y discutirá su campo de aplicación Describirá el funcionamiento de un circuito con operaciones lógicas de 3 y 4 variables: AND, NAND, OR y NOR Describirá algunos sistemas de control digital: semáforo, LED, reloj, alarma, etc. y el de una central de procesamiento unitario Circuitos combinatorios y secuenciales Circuitos con operaciones lógicas AND, NAND, OR y NOR para 3 y 4 variables Codificadores, decodificadores y convertidores de código Sistemas de control digital y su aplicación semáforo, LED, reloj digital y alarmas Estructura general de una central de procesamiento unitario (CPU). 2 1C,2B,3B,4B

14 HOJA: 14 DE 14. PERIODO 1 er periodo departamental 2 o periodo departamental 3 er periodo departamental UNIDADES TICAS I, II, III IV, V, VI VII, VIII `PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION Participacion en clase y actividades extraclase 20% Evaluacion escrita 80% 100% Participacion en clase y actividades extraclase 20% Evaluacion escrita 80% 100% Participacion en clase y actividades extraclase 20% Evaluacion escrita 80% 100% La calificación final se obtiene al promediar las 3 calificaciones de los 3 periodos CLAVE B C B I B L I O G R A F I A TITULO AUTOR(ES) EDITADO POR AÑO PAGS 1 X Fisica Vol. II R. Resnick, D. Halliday y S. Krane CECSA X X X Fisica Fundamental y Aplicaciones R.M. Eisberg MCGraw hill Guia para mediciones Electronicas S. Wolf y R.F.M. Smith Prentice-Hall Instrumentacion Electronica y tecnicas de Medicion W.D. Cooper y A.D. Helfric Prentice-Hall