Universidad Nacional de Moreno

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1 Universidad Nacional de Moreno 2 6 moreno, 2 2 AGO 2014 VISTO el Expediente N UNM: /2014 del Registro de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE MORENO; y CONSIDERANDO: Que el REGLAMENTO GENERAL ACADÉMICO, aprobado por Resolución UNM-R N 37/10 y sus modificatorias, el que fuera ratificado por el Acta de la Sesión Ordinaria N 01/13 del CONSEJO SUPERIOR de fecha 25 de junio de 2013, establece el procedimiento para la aprobación de las obligaciones curriculares que integran los Planes de Estudios de las carreras que dicta esta UNIVERSIDAD NACIONAL. Que por Disposición UNM-DCAyT N 02/13, se aprobó el Programa de la asignatura: TEORÍA DE LOS CIRCUITOS I (2032), del ÁREA: SISTEMAS CIRCUITALES, correspondiente al CICLO INICIAL de la carrera INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, del DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGÍA de esta UNIVERSIDAD, con vigencia a partir del Io Cuatrimestre del Ciclo Lectivo Que conforme lo dispuesto en el citado REGLAMENTO GENERAL, se ha evaluado una nueva propuesta de Programa de la asignatura antes referida y en sustitución del vigente,

2 26 aconsejando su aprobación con vigencia a partir del Io cuatrimestre del ciclo lectivo 2014, a tenor de la necesidad de introducir cambios de interés académico y en armonía con el resto de las obligaciones curriculares. Que la SECRETARÍA ACADÉMICA de la UNIVERSIDAD ha emitido opinión favorable, de conformidad con lo previsto en el articulo 3o de la Parte I del citado REGLAMENTO GENERAL, por cuanto dicho programa se ajusta a las definiciones enunciadas en el articulo 4 o de la Parte I del REGLAMENTO en cuestión, asi como también, respecto de las demás disposiciones reglamentarias previstas en el mismo. Que la SUBSECRETARÍA LEGAL Y TÉCNICA ha tomado la intervención de su competencia. Que el CONSEJO del DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGÍA, en sesión de fecha 19 de agosto de 2014, trató y aprobó la modificación del programa propuesto, conforme lo establecido en el articulo 2 de la Parte I del REGLAMENTO GENERAL ACADÉMICO.

3 Universidad Nacional de Moreno fq Por ello, El CONSEJO del DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGÍA DISPONE: ARTÍCULO Io.- Dejar sin efecto, a partir del 1er. Cuatrimestre de Ciclo Lectivo 2014, la Disposición UNM-DCAyT N 02/13. ARTÍCULO 2o.- Aprobar el Programa de la asignatura: TEORÍA DE LOS CIRCUITOS I (2032), del ÁREA: SISTEMAS CIRCUITALES, correspondiente al CICLO INICIAL de la carrera INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, del DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGÍA de esta UNIVERSIDAD, con vigencia a partir del Io Cuatrimestre del Ciclo Lectivo 2014, el que como Anexo I forma parte integrante de la presente Disposición. ARTÍCULO 3o.- Regístrese, comuniqúese, dese a la SECRETARÍA ACADÉMICA a sus efectos y archívese.- DISPOSICIÓN UNM-DCAyT N 26/14

4 26 Universidad Nacional de Moreno UNIVERSIDAD NACIONAL DE MORENO PROGRAMA ASIGNATURA: TEORÍA DE LOS CIRCUITOS I (2032) ANEXO I Carrera: INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA (Plan de estudios aprobado por Resolución UNM-R N 21/10 y su modificatoria UNM-R N 407/11)1 Área: Sistemas Circuitales Trayecto curricular: Ciclo Inicial Periodo: 5o y 6o Cuatrimestre - Año 3 Carga horaria: 160 (ciento sesenta) horas Vigencia: A partir del Io Cuatrimestre 2014 Validez: 2 (dos) años Clases: 32 (treinta y dos) Régimen: de regularidad Responsable de la asignatura: ANDRÉS NÉSTOR Programa elaborado por: Néstor ANDRÉS, Marcelo Roberto TASSARA y Daniel Emilio RIGANTI FUNDAMENT AC IÓN DEL PROGRAMA: Es una asignatura de suma importancia por cuanto, dentro de las materias técnicas, puede considerarse como netamente formativa del alumno para el perfil técnico, proveyéndole los fundamentos del análisis de circuitos y la estructura básica técnico-profesional, imprescindible para materias posteriores. La asignatura constituye el eslabón entre las materias básicas de matemáticas y sus aplicaciones a los circuitos y sistemas electrónicos. Asimismo, da al educando, el incentivo necesario para desarrollar su capacidad de análisis para el uso del razonamiento deductivo /asociativo, condiciones esenciales para todo futuro Ingeniero. ' Se encuentra autorizado por Resol. 2287/13 y 2288/13 del MINISTERIO DE EDUCACIÓN

5 26 OBJETIVOS GENERALES: > Conocer los elementos básicos de los circuitos como son la resistencia, bobina y condensador. Conocer las relaciones fundamentales entre las distintas variables eléctricas de cada elemento (tensión, corriente, potencia y energía). > Introducir al alumno en el análisis de circuitos eléctricos utilizando las leyes básicas como Leyes de Kirchooff y ecuaciones de definición de los elementos, los distintos métodos y las formas de onda que se pueden presentar en ellos. > Conocer los distintos términos de potencia involucradas en los circuitos en régimen permanente senoidal (potencias activa, reactiva y aparente), aprender a corregir el factor de potencia y a medir y calcular la potencia activa y reactiva en una instalación eléctrica. CONTENIDOS MÍNIMOS: Modelos de constantes concentradas e invariantes. Señales. Circuitos con componentes pasivos. Análisis en el dominio de la frecuencia y del tiempo. Régimen permanente sinusoidal. Análisis en el plano s. Lugares geométricos de la admitancia e impedancia en el plano s. Resonancia. Régimen permanente ante cualquier excitación. Espectros. Respuesta transitoria en el plano s. Residuos. Resolución sistemática de circuitos. Teorema de los circuitos. Circuitos acoplados inductivamente. Circuitos polifásicos en régimen permanente sinusoidal. PROGRAMA Unidad 1: Fundamentos de la teoría de Modelos Circuitales Idealizados. Campos Eléctrico y Magnético; efectos integrados de los campos. Parámetros de las redes: resistencia, inductancia y capacitancia. Concepto de modelo. Intercambios energéticos. Elementos de Circuitos ideales. Relaciones Tensión Corriente. Validez de los modelos. Linealidad e invariancia en el tiempo. ales y elementos circuitales reales.

6 Universidad Nacional de Moreno Equilibrio de las redes: Leyes de Ohm y de Kirchhoff. 26 Unidad 2: Resolución sistemática de Circuitos. Nociones de topología de circuitos Determinantes y matrices Gráfico lineal. Árbol. Ramas de enlace y del árbol. Tensiones de nodo independiente y corrientes de maya independientes. Métodos de mallas. Formas matriciales. Criterios de aplicación. Método de nodos. Formas matriciales. Criterios de aplicación. Comparación de los métodos de las mayas y nodos. Principio de dualidad. Unidad 3: Teoremas de los Circuitos. Teorema de superposición. Teoremas de Thevenin. Teorema de Norton, Teoremas de Thevenin y de Norton, compensación y reciprocidad.. Aplicaciones típicas. Teorema de máxima transferencia de energía. Unidad 4: Señales de excitación de uso frecuente. Calificación de las señales función del tiempo. Valores característicos, instantáneos, de pico, medio y eficaz. Factores de media, cresta y de forma. Señales Periódicas: Definiciones, valores característicos asociados. Calculo de Valores característicos para funciones periódicas de uso frecuente, instantáneos, de pico, medio y eficaz. Factores de media, cresta y de forma.

7 26 Señales Aperiódicas: Definiciones; valores característicos. Valores característicos, instantáneos, de pico, medio y eficaz. Factores de media, cresta y de forma. Señales fundamentales, escalón, rampa e impulso unitario. Desplazamiento de señales. Señales compuestas. Construcción de señales a partir de las fundamentales. Unidad 5: Respuesta de circuitos con uno, dos y tres tipos de elementos pasivos en el dominio del tiempo Respuesta de circuitos con un solo tipo de elemento pasivo Comportamiento de un resistor excitado por señales arbitrarias de tensión y corriente. Asociación de resistores en serie y paralelo. Comportamiento de un capacitor excitado por un generador de corriente o de tensión. Respuesta a señales de uso frecuente. Asociación de capacitares en serie y paralelo. Comportamiento de un inductor excitado por un generador de tensión y de corriente. Asociación de inductores en serie y paralelo. Divisores de tensión y corriente resistivos, capacitivos e inductivos. Divisor de tensión practico compensado Respuesta de circuitos con dos tipos de elementos pasivos Limitaciones en las variaciones de la tensión en un capacitor y la corriente en un Inductor. Régimen transitorio Componente libre y forzada de la respuesta transitoria. Excitación de un circuito R-C serie con un escalón de tensión. Normalización de la tensión, la corriente y el tiempo Constante de tiempo. Análisis- energético de la carga y descarga de un capacitor a través de un resistor. Excitación de un circuito R-L serie con un escalón de. tensión.

8 2 6 Universidad Nacional de Moreno Circuito integrador. Circuito diferenciador Respuesta de circuitos con tres tipos de elementos pasivos Respuesta de un circuito R-L-C paralelo excitado por un escalón de corriente; régimen subamortiguado u oscilatorio amortiguado; régimen sobreamortiguado régimen critico. Unidad 6: Fasores armónicos y fasores eficaces asociados a las señales senoidales Fasores armónicos. Representación geométrica. Propiedades, su relación con las señales senoidales. Dominio del tiempo y de la frecuencia. Obtención de la respuesta permanente en circuitos excitados por señales senoidales. Diagramas fasoriales. Impedancias y admitancias. Derivación e integración de fasores- productos de fasores armónicos. Unidad 7: Régimen permanente de circuitos excitados por señales senoidales. Circuito resistivo puro. Circuito inductivo puro. Circuito capacitivo puro. Circuito R-L-C serie. Circuito R-L-C paralelo. Impedancia y admitancia complejas de excitación. Resonancia serie. Resonancia paralelo. Potencia instantánea. Potencia activa reactiva y aparente. Factor de potencia. Adición de las potencias activas y reactivas. Transformación de las leyes de Kirchhoff y las relaciones tensión-corriente de los elementos de circuitos idealizado. Transformación de modelos circuitales.

9 Transformación de excitación. Asociación de dipolos en serie y en paralelo. Circuitos equivalentes serie y paralelo. Factores de mérito y de disipación de los elementos de circuito reales. Unidad 8: Lugares geométricos de las funciones de impedancia y admitancia compleja. Definición de los diagramas de immitancia e Inversión en forma grafica. Propiedades de la inversión de rectas y circunferencias. Calculo del radio de la circunferencia unitaria en base a las escalas de immitancia. Diagrama de tensión, corriente y potencia. Unidad 9: Régimen permanente de circuitos excitados por señales poliarmónicas. Aplicación del principio de superposición para la obtención de la respuesta permanente de un circuito excitado por una señal poli armónica descompuesta en serie de Fourier. Potencias en circuitos con señales poliarmónicas. Unidad 10: Serie de Fourier y Transformada de Fourier Serie de Fourier. Determinación de coeficientes. Desarrollo en serie de Fourier de señales representadas por funciones periódicas. Transformada de Fourier. Transformada de Fourier de señales representadas por funciones periódicas y no periódicas transformadas de Fourier de tiempo discreto. Transformación de Laplace. Definición, relación entre la transformada de Fourier y la Transformada de Laplace: de la función escalón, de la derivada de una función, y de la integral de una función. Propiedad del desplazamiento en frecuencia y en tiempo. Transformada de la función f ( t ) = t 2. Transformada de la potencia enésima de t Transformada de las funciones hiperbólicas

10 Universidad Nacional de Moreno 26 Calculo de transformadas de Laplace por derivación de otras conocidas. Calculo de distintas transformadas. Transformada inversa, uso de la tabla de transformadas. Transformada de Laplace. Obtención de la función primitiva por cálculo directo. Cálculo de primitivas de expresiones algebraicas por descomposición en fracciones simples. Teoremas del valor inicial y del valor final. Resolución de ecuaciones diferenciales e integro-diferenciales con coeficientes constantes por medio de la transformada de Laplace: impedancia operacional e impedancia eléctrica. Procedimientos generales para la determinación de la antitransfornada. Unidad 11: Análisis de circuitos en base a la configuración de polos y ceros Análisis de las Funciones Operacionales de los Circuitos en Base a las Configuraciones de Polos y Ceros. Limitaciones respecto a la ubicación de Polos y Ceros. Configuraciones típicas para r(s) y respuestas temporales asociadas. Residuos, obtención de la respuesta temporal a partir de las configuraciones de polos y ceros. Influencia de la ubicación de los Polos y Ceros sobre las curvas de respuesta de frecuencia de amplitud y fase. Configuraciones particulares de Polos y Ceros y respuestas en frecuencia asociadas. Polos y ceros, diagramas. Relación de los polos y ceros con el circuito y con la respuesta temporal del mismo. Representación de los polos y ceros en el plano complejo. Configuraciones típicas y sus respuestas asociadas. Calculo de residuos en forma analítica y sobre el diagrama de polos y ceros. Influencia de la ubicación de los polos y los ceros en la respuesta del circuito.

11 Determinación de la respuesta en amplitud y fase en base a la configuración de polos y ceros. Funciones de fase minima y no minima y de amplitud constante. BIBLIOGRAFÍA: > Néstor Andrés - "Teoria de los Circuitos" - Centro de Edición de Dirección de Proyectos - UTN. > Néstor Andrés - "Ejercicios resueltos Teoria de los Circuitos" - Centro de Edición de Dirección de Proyectos - UTN. r- Richard C. Dorf, James Svoboda - "Circuitos Eléctricos" - Ed. Alfaomega. > Joseph A. Edminister- "Circuitos eléctricos"- Serie Shaum.Ed. Me Graw Hill. > H. H. Skilling - "Redes Eléctricas" - Ed. Limusa Wiley. ^ W. J. Nilsson - "Circuitos eléctricos" - Ed. Addison Wesley Iberoamericana. ^ Balabanian, Bickart y Seshu - "Teoria de redes eléctricas" - Ed. Reverte. > Kuo - "Introduction to circuit análisis" - Ed. Prentice Hall. > W. H. Chen - "The analysis of linear systems" - Ed. Me.. Graw Hill. > Bruce Carslon - "Circuitos" - Ed. Thomson Learning. > Kuo-"Network Analysis and Synthesis"- John Wiley and Son Inc, New York. > Héctor Pueyo y Carlos Marco - "Análisis de modelos circuitales" - Tomo I.

12 26 Universidad Nacional de Moreno > Héctor Pueyo y Carlos Marco circuitales" - Tomo II. 'Análisis de modelos > Hugh Skilling - "Redes Eléctricas" - Limusa, México. > S.Seshu,N.Balabanian -"Linear Network Analysis"- John W.Sons,New York. > S. Soliman y M. Srinath discretos". 'Señales y Sistemas continuos y > Van Valkenburg - "Análisis de Redes" - Limusa, México. > W. Hayt y J. Kemmerly Ingeniería". 'Análisis de Circuitos en Zimmerman y Masón - "Electronic Circuits Theory". > Millman, J. & Halkias C.C. - "Integrated Electronics: Analog and Digital Circuits and Systems" - Me Graw-Hill Book Co., New Yor k. > Philips, E.G. - "Funciones de una Variable Compleja y sus Aplicaciones" - Editorial Dossat S.A., Madrid. ^ Philips, H.B. - "Ecuaciones diferenciales" - Uteha, México. > Rey Pastor, J.;Pi Calleja,P.;Trejo, C.A. - "Análisis matemático" Volúmenes 1,2 y 3 - Kapelusz, Buenos Aires. > Sadosky, M. - "Calculo Numérico y Gráfico" - Ediciones Librería del Colegio - Buenos Aires. - "Convolution" - Les Cours de Sorbonne, Paris.

13 26 > Schwartz, L. - "Series de Fourier" - Les Cours de Sorbonne, Paris. > Angelo, E.J. (Jr.) -"Pole-zero Patterns"- Me Graw-Hill Book Co, New York. Ryder, J.D. - "Introduction to Circuit Analysis" - Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, N.N. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE: La materia deberá capacitar al alumno en. La integración de la realidad fisica idealizada de los circuitos con la herramienta fisico-matemàtica. Los conocimientos y conceptos considerados en los contenidos minimos, particularmente en el análisis de la respuesta permanente y transitoria de redes con parámetros concentrados y con cualquier tipo de excitación. Los conocimientos fundamentales del análisis de circuitos que le permitan proseguir con estudios de la teoria de Circuitos de mayor nivel, específicamente síntesis de circuitos y demás asignaturas con correlatividad sugerida. Formación metodológica para el desenvolvimiento personal en la carrera y como graduado en ingeniería electrónica, de tal forma, que a medida que están aprendiendo, sepan cómo y dónde aplicarán sus nuevos conocimientos. En manejo de funciones de transferencias, su respectiva expresión en el tiempo y en la frecuencia graficando analizando y demostrando su comportamiento. Consideramos los problemas básicos de la materia, con conceptos de campo eléctrico y magnético siendo este el punto de partida del proceso enseñanza-aprendizaje, dirigido a completar los conocimientos expuestos anteriormente. Esta forma de estudio se considera que conduce a la integración dentro del área, superándose asi la separación entre las distintas materias. Otra consideración importante es la integración entre la Teoria y la Práctica (situaciones problemáticas), por lo tanto la propuesta expuesta anteriormente se aplicará articulando cada unidad temática en

14 Universidad Nacional de Moreno 26 _ forma teórica y a su vez aplicando el contenido en forma práctica, por intermedio de estudio de casos reales, ejemplos prácticos concretos, donde el alumno deberá resolver ciertos problemas asociados a los objetivos de cada tema. METODOLOGÍA DE TRABAJO: La asignatura está constituida por 11 Unidades las cuales se dictarán durante dos cuatrimestres en clases teóricas y prácticas, con resolución de problemas a cargo de los alumnos. Las guias de trabajos prácticos, propuestos por el docente, se resolverán en forma individual. Se utilizarán las herramientas informáticas adecuadas para la resolución de los problemas y la justificación de las respuestas obtenidas. EVALUACIÓN Y APROBACIÓN: Evaluación: La evaluación consta de dos exámenes parciales y un examen final. Los exámenes parciales se aprobarán con una nota minima de cuatro (4), lo que dará derecho a rendir el examen final que se aprobará con un minimo de cuatro (4) una vez comprobada y aprobada la entrega de los TP's. El alumno podrá "recuperar" sus exámenes parciales en 3 (tres) fechas destinadas a tal efecto. Cada parcial podrá ser recuperado un máximo de 2 (dos) veces. Asimismo el alumno podrá rendir el examen final en 3 (tres) fechas, no consecutivas, destinadas a tal efecto. RÉGIMEN DE APROBACIÓN: > Asistencia mínima del 80% (ochenta por ciento) ^ Regularización y examen final: Aprobación de las dos instancias de evaluación con mínimo de 4 (cuatro) puntos. > Asistencia menor al 80% (ochenta por ciento), en este caso el alumno deberá recuperar la totalidad de sus exámenes parciales.