Guía docente de la asignatura Análisis de Circuitos

Transcripción

1 Guía docente de la asignatura Análisis de Circuitos Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica Curso

2 Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Materia Módulo Análisis de Circuitos Tecnología Eléctrica Materias comunes a la rama Industrial Código Titulación/es Plan de estudios 2009 Centro Tipo Grado en Ingeniería Eléctrica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Obligatoria Periodo lectivo Cuatrimestral Curso 1 Idioma Español ECTS 6 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 180 Horario clases teoría Jueves de 9:00 a 11:00 Viernes de 9:00 a 11:00 Aula PS-7 Horario clases prácticas Jueves de 18:00 a 20:00 Lugar Laboratorio Datos del profesorado Profesor responsable María Josefa Martínez Lorente Departamento Ingeniería Eléctrica Área de conocimiento Ingeniería Eléctrica Ubicación del despacho 1º Planta Hospital de Marina Teléfono Fax Correo electrónico upct.es URL / WEB Horario de atención / Tutorías Miércoles de 08:30 14:30h Ubicación durante las tutorías Ubicación indicada anteriormente

3 3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación La asignatura corresponde a la materia Tecnología Eléctrica del módulo de materias comunes a la rama industrial. Se trata de una asignatura básica en la que se establecen las bases para el estudio de la teoría de circuitos y las máquinas eléctricas, cuyos conocimientos con las aptitudes obtenidas establecerán los cimientos imprescindibles para que el estudiante pueda abordar posteriormente el estudio de las distintas ramas de la Ingeniería Eléctrica como son las instalaciones eléctricas, la generación de energía eléctrica y los sistemas eléctricos de potencia, entre otras. Para ello se presentan al alumno las leyes que rigen el comportamiento de los circuitos eléctricos lineales, así como de los elementos más básicos que los forman, haciendo especial hincapié en la introducción de conceptos fundamentales utilizados en el ámbito de la ingeniería eléctrica Ubicación en el plan de estudios La asignatura de Análisis de Circuitos se estudia en el segundo cuatrimestre del primer curso Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional Por sus contenidos, el Análisis de Circuitos y su continuación (Ampliación de Análisis de Circuitos) es la base en la que se sustenta la formación de un Ingeniero especializado en electricidad. El alumno debe tener en cuenta que el dominio del análisis de circuitos es fundamental para cualquier tipo de ingeniería ya que la energía eléctrica está presente en la práctica totalidad de los procesos industriales Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Es necesario conocimientos previos de otras materias como Física y Matemáticas. Junto con la asignatura de Ampliación de Análisis de Circuitos, es la base sobre la que se asientan asignaturas como, Máquinas Eléctricas, Sistemas Eléctricos de Energía, Instalaciones Eléctricas de Media y Baja Tensión, Instalaciones eléctricas de AT, Líneas eléctricas y Control de Máquinas y Accionamientos Eléctricos Medidas especiales previstas Aquellos alumnos con necesidades especiales podrán acordar con el profesorado de la asignatura, las medidas necesarias para facilitar su seguimiento de la materia.

4 4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios) Conocimiento y utilización de los principios de teoría de circuitos y máquinas eléctricas 4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios) Competencias Instrumentales: T1.1 Capacidad de análisis y síntesis. T1.2 Capacidad de organización y planificación T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia. T1.5 Habilidades básicas computacionales. T1.6 Capacidad de gestión de la información. T1.7 Resolución de problemas. Competencias Personales: T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales. Competencias Sistémicas: T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica. T3.2 Capacidad para aprender. T3.4 Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). T3.7 Habilidad para realizar trabajo autónomo Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan de estudios) Competencias Específicas Disciplinares: E1.2 Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos. E3.1 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial. Competencias Específicas Profesionales: E2.1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos específicos adquiridos, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales. E2.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.

5 4.4. Resultados esperados del aprendizaje El correcto aprendizaje de la asignatura, así como la superación de los objetivos teóricos y prácticos propuestos para ellos facilitará a los futuros titulados la correcta utilización de las herramientas de análisis de circuitos utilizables en campos tecnológicos como el cálculo de instalaciones eléctricas o la gestión de los sistemas eléctricos de energía. Dicho aprendizaje se concreta en los siguientes items: Concepto de circuito eléctrico, tipos de elementos eléctricos, leyes de Kirchhoff, transformación de elementos y simplificación de circuitos eléctricos. Concepto de fasor y aplicación a la resolución de redes de CA. Concepto de potencia activa, reactiva y aparente. Métodos de análisis de circuitos eléctricos lineales. Resolución de redes eléctricas trifásicas.

6 5. Contenidos 5.1. Contenidos (según el plan de estudios) Elementos de los circuitos y sistemas eléctricos: transformadores, generadores y cargas eléctricas. Métodos y herramientas de análisis de circuitos. Circuitos en Régimen Estacionario Senoidal. Circuitos trifásicos: conceptos fundamentales, equivalentes monofásicos y potencia eléctrica. Principios básicos de la distribución de la energía eléctrica. Análisis de circuitos en el tiempo: circuitos elementales de primer y segundo orden Programa de teoría Tema I: Circuitos eléctricos. Principios básicos. Definición de circuito eléctrico. Fuerza electromotriz, caída de tensión, corriente y potencia eléctrica Elementos ideales lineales. Elementos reales. Elementos activos. Elementos pasivos. Leyes de Kirchof. Asociaciones en serie y paralelo de elementos. Tema II: Teoremas fundamentales en el análisis de circuitos. Elección de las ecuaciones independientes para la aplicación de las leyes de Kirchhoff. Análisis de circuitos por el método de las corrientes de malla. Análisis de circuitos por el método de las tensiones de nudo. Impedancia y admitancia de entrada, de transferencia, y de salida. Principio de superposición. Teoremas de Thevenin y Norton. Teorema de reciprocidad. Teorema de Millman. Teorema de Miller. Tema III: Análisis de circuitos en régimen estacionario senoidal. Respuesta de un circuito en régimen estacionario senoidal. Concepto de fasor temporal. Análisis de circuitos por el método fasorial. Impedancia y admitancia complejas. Tema IV: Potencia en régimen estacionario senoidal. Potencia y energía en un circuito en régimen estacionario senoidal. Definición de potencias activa y reactiva. Factor de potencia. Triángulo de potencias. Teorema de Boucherot. Corrección del factor de potencia. Máxima transferencia de potencia.

7 Tema V: Sistemas trifásicos en equilibrados Noción de fase. Definición de sistema trifásico equilibrado. Generación de un sistema trifásico de tensiones equilibradas. Secuencia de fases. Conexión de fuentes en estrella y triángulo. Tensiones e intensidades de fase y de línea. Reducción del sistema a un circuito monofásico. Potencia en los sistemas trifásicos equilibrados. Influencia del factor de potencia en la distribución de energía eléctrica. Tema VI: Introducción al análisis de circuitos eléctricos en régimen transitorio. Análisis de circuitos de primer orden. Análisis de circuitos de segundo orden. Tema VII: Acoplamiento magnético. Transformadores. El circuito magnético. Caracterización de terminales Análisis de circuitos con acoplamiento magnético en régimen permanente senoidal. Circuitos equivalentes. Aplicaciones: el transformador Programa de prácticas Sesiones de laboratorio: Práctica 1. Ley de Ohm. Circuito serie y paralelo. Práctica 2. Resistencia interna. Máxima transferencia de potencia. Práctica 3. Leyes de Kirchhoff. Práctica 4. Análisis Nodal de circuitos. Práctica 5. Teorema de Superposición. Práctica 6. Teoremas de Thévenin y Norton. Práctica 7. Medida de potencia activa, reactiva y aparente. Práctica 8. Medida de tensiones e intensidades en circuitos trifásicos. Práctica 9. Medida de potencia en sistemas trifásicos. Práctica 10. Circuito serie y paralelo R L C Programa resumido en inglés (opcional) Lesson 1. Principles and elements. Lesson 2. Network theorems and techniques. Lesson 3. Sinusoidal steady state analysis. Lesson 4. Power in the sinusoidal steady state. Lesson 5. Balanced three phase circuits. Lesson 6. Introduction to transient analysis. Lesson 7. Magnetic coupling. Transformers.

8 5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)

9 6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS Clase de teoría Clase de problemas Clase de Prácticas. Sesiones de laboratorio y de aula de informática. Tutorías individuales y de grupo. Clase de teoría explicativa, analizando los temas a tratar Se resolverán ejercicios y problemas tipo. Estudiando los distintos métodos de resolución. Las sesiones de prácticas de laboratorio e informática son imprescindibles para la comprensión de contenidos teóricos, adquiriendo habilidad en medidas eléctricas. Mediante las sesiones de aula de informática se pretende que los alumnos adquieran habilidad básica en el manejo de programas para medida de circuitos. Las tutorías serán individuales o en grupo, de esta manera se pretende realizar un seguimiento del aprendizaje individualmente y/o por grupos. Revisión de exámenes por grupos o de forma individual. Presencial: Toma de apuntes en clase. 2 No presencial: Presencial: Resolución de ejercicios y problemas por parte del profesor. Planteamiento de dudas. No presencial: Presencial: Montaje de circuitos incluyendo aparatos de medida, para posteriormente toma de lectura de los mismos, que deberá de reflejarse en el informe de prácticas. No presencial: Elaboración del informe de prácticas individual, siguiendo los criterios de calidad establecidos. Presencial: Planteamiento de dudas en horario de tutorías No presencial: 0,5 1,5 0,5 4,5

10 7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Ponderación Prueba escrita individual (80%) Informes del laboratorio (20%) Cuestiones teóricas: Entre 3 y 4 cuestiones de teoría. Estas cuestiones se orientan a: conceptos, definiciones etc. Problemas: Entre 5 o 6 problemas de media o larga extensión Se evalúa la ejecución y el trabajo individual y en equipo, así como la habilidad y destreza para manejo de equipos de medida y programas informáticos. Entrega de memoria de las prácticas de laboratorio, así como informe de cada una de las prácticas. Entrega del informe de la sesión de informática. 20% para teoría. 60% para problemas. 15% para laboratorio. 5% para informática Competencias genéricas (4.2)evaluadas T1.1, T1.3, T1.7, T1.8, T3.1,T3.2 T1.2, T1.3, T1.8,T2.1, T2.2, T3.1, T3.2 Resultados (4.4) evaluados (1), (2), (3) (4), (5) Para aprobar la asignatura de Análisis de Circuitos es necesario tener aprobadas las pruebas indicadas anteriormente, es decir: 1.- Prueba escrita de problemas y teoría. 2.- Prácticas de laboratorio e informática realizadas, con la consiguiente entrega de informes de ambas partes, así como haber aprobado el correspondiente examen de laboratorio. La asignatura no se considerará aprobada hasta que las dos partes aquí indicadas no estén aprobadas por separado Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: Cuestiones planteadas en clase de teoría y problemas. Tutorías individuales y grupales. Elaboración de listas de ejecución durante las sesiones de prácticas de laboratorio y sesiones en el aula de informática.

11 7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional) Resultados esperados del aprendizaje (4.4) Clases de teoría Clases ejercicios Trabajos e informes Prueba teoría Prueba ejercicios Ejercicios propuestos Trabajo en grupo

12 8. Distribución de la carga de trabajo del alumno ACTIVIDADES PRESENCIALES Convencionales No convencionales ACTIVIDADES NO PRESENCIALES Semana Temas o actividades (visita, examen parcial, etc.) Clases teoría Clases problemas Laboratorio Aula informática TOTAL CONVENCIONALES Trabajo cooperativo Tutorías Seminarios Visitas Evaluación formativa Evaluación Exposición de trabajos TOTAL NO CONVENCIONALES Estudio Trabajos / informes individuales Trabajos / informes en grupo TOTAL NO PRESENCIALES TOTAL HORAS ENTREGABLES Periodo de exámenes Otros TOTAL HORAS

13 9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica - Circuitos eléctricos. Introducción al análisis y diseño. Dorf. Alfaomega.. - Análisis Básico de Circuitos en Ingeniería. Irwin. Limusa Wiley, Sexta Edición. - Circuitos eléctricos para la Ingeniería. Antonio J. Conejo Navarro. McGrw-Hill. - Circuitos eléctricos. Joseph A. Edminister. MacGwa-Hill. Cuarta Edición. - Análisis introductoria de circuitos. Robert L. Boylestad. Pearson Education, Octava Edición. - Tecnología Eléctrica. Oriol Boix. Ceysa Editorial Técnica. - Circuitos Eléctricos. James W. Nilsson y Susan A. Riedel. Pearson Prentice Hall Bibliografía complementaria 9.3. Recursos en red y otros recursos