IN ST IT UT O POLIT ÉCN ICO N A CION A L SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

Transcripción

1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ASIGNATURA: Análisis de Transitorios SEMESTRE: Quinto OBJETIVO GENERAL: El alumno analizará el estado transitorio de los circuitos eléctricos comprobando los cálculos realizados con instrumentos de medición para diferenciar el estado transitorio del estado estable. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Análisis de Redes en el Dominio del Tiempo. II. Elementos Generales Tipo Serie y Tipo Paralelo con Transformada de Laplace. III. Método de Mallas y Método de Nodos. IV. Funciones de Transferencia. V. Introducción a la Síntesis de Circuitos Pasivos. METODOLOGÍA: Búsqueda de conceptos por parte del alumno. Exposiciones por parte de los alumnos abriendo discusión para la participación masiva con la guía del profesor. Formación de grupos coordinados por el profesor para la solución de ejercicios. Formación de grupos coordinados por el profesor para proponer prácticas de laboratorio de los temas. Reforzamiento de conceptos con prácticas de laboratorio y el reporte correspondiente. Realización de tareas y trabajos extra clase. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes departamentales. Participaciones en actividades individuales y de equipo. Prácticas de laboratorio reportadas. Tareas entregadas y trabajos extra clase. BIBLIOGRAFÍA: Jiménez, Garza Ramos F., Análisis de Circuitos Eléctricos, Teoría y Problemas, Editorial Limusa, México, D. F., 1995, páginas. Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen III, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE - ESIME - Zacatenco, México, D. F., 2001, 227 páginas. Jiménez, Garza Ramos F., Introducción a la Síntesis de Circuitos Eléctricos, Editorial Limusa. México, D. F., 1996, 255 páginas.

2 Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ASIGNATURA: Análisis de Transitorios SEMESTRE: Quinto CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto de TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica. MODALIDAD: Escolarizada. TIEMPOS ASIGNADOS /SEMANA/TEORÍA: /SEMANA/PRÁCTICA: /SEMESTRE/TEORÍA: 54 /SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 /TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de circuitos eléctricos, unidades Culhuacan y Zacatenco. REVISADO POR: Subdirecciones académicas unidades Culhuacan y Zacatenco. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar, Ing. Ernesto Mercado Escutia y M. en C. Jesús Reyes García AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.

3 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 2 DE 9 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La comunidad científica continuamente se enfrenta a problemas generados por desarrollo tecnológico y al constante crecimiento del área del conocimiento. Debido a lo anterior, ciertos materiales o temas de estudio impartidos inicialmente a niveles avanzados son transferidos en forma selectiva a cursos de niveles inferiores. Por esta razón es necesario que se seleccionen y ofrezcan conceptos y teorías, como es el caso de Transitorios en Circuitos Eléctricos, para que puedan ser manejados en un amplio rango de aplicaciones. Esta asignatura resulta además valiosa para los estudiantes que se especializan en otras ramas de las ciencias físicas, ya que es un buen modelo para estudiar los sistemas de energía en general y por la matemática aplicada, la física y la topología a la que es necesario recurrir. Esta asignatura además: Proporciona los conceptos de síntesis de circuitos para facilitar el estudio de asignaturas especializadas en el comportamiento de circuitos eléctricos o electrónicos a cualquier tipo se señal. Se desarrollan las habilidades necesarias en el análisis de transitorios para el diseño en el área de la Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Electromecánica, Sistemas de Potencia, Sistemas de Control y Comunicaciones. Proporciona los conocimientos para realizar estudios de especialidad, maestrías o doctorados en control, instrumentación, bioelectrónica y comunicaciones. La importancia de esta asignatura para el desempeño profesional del ingeniero en comunicaciones y electrónica radica en que le facilita al ingeniero entender los fenómenos electromagnéticos que se manifiestan durante los periodos de conexión y desconexión de equipo eléctrico y electrónico, con la finalidad de minimizar los efectos que los transitorios causan a las instalaciones y equipos diseñados para comunicación. Esta asignatura tiene como antecedentes: Ecuaciones Diferenciales, Transformada de Funciones, Teoremas de Circuitos y Circuitos de Corriente Directa y Corriente Alterna. Asignaturas consecuentes: Electrónica, Control y Comunicaciones. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno analizará el estado transitorio de los circuitos eléctricos comprobando los cálculos realizados con instrumentos de medición para diferenciar el estado transitorio del estado estable.

4 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 3 DE 9 No. UNIDAD I NOMBRE: Análisis de Redes en el Dominio del Tiempo. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá el comportamiento de elementos básicos ante corriente directa e identificará el estado transitorio y permanente. No. TEMA TEMAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.1 Introducción a la asignatura. 1B, 2B, 6C, 4C 1.2 Respuesta libre, respuesta forzada y respuesta total de circuitos RC, RL y RLC con ecuaciones diferenciales de 1º y 2º orden ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica con preguntas claves por parte del profesor para inicio de la unidad. Investigación de conceptos por parte del alumno. Comparación de las respuestas libre y forzada por parte de los alumnos en una presentación. Formación de grupos coordinados por el profesor para la solución de ejercicios. Realización de tareas y trabajos extra clase. Primer examen departamental, unidades I y II junto con el reporte de las prácticas 1,2 y 3. Participaciones en clase, tareas, así como la exposición de información recabada por alumnos.

5 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 4 DE 9 No. UNIDAD II Laplace. NOMBRE: Elementos Generales Tipo Serie y Tipo Paralelo con Transformada de OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno expresará las ecuaciones de elementos generales tipo serie y tipo paralelo con transformada de Laplace para su aplicación posterior. No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 2.1 Transformada de Laplace y funciones singulares en circuitos eléctricos. 1B, 2B, 6C, 4C 2.2 Ecuaciones transformadas del elemento general tipo serie. Condiciones iniciales en capacitor y bobina 2.3 Ecuaciones transformadas del elemento general tipo paralelo. Condiciones iniciales en capacitor y bobina ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica con preguntas claves por parte del profesor para inicio de la unidad. Investigación de conceptos por parte del alumno. Formación de grupos coordinados por el profesor para la discusión de conceptos, definiciones, solución de ejercicios, discusión de propuestas de prácticas y los posibles resultados de las mismas. Tareas y trabajos extra clase. Primer examen departamental unidades I y II junto con el reporte de las prácticas 1, 2 y 3. Participaciones en clase, tareas entregadas, así como la exposición de información recabada por los alumnos en forma grupal o individual.

6 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 5 DE 9 No. UNIDAD III. NOMBRE: Método de Mallas y Método de Nodos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno aplicará los métodos de mallas y nodos en el dominio de Laplace a redes eléctricas obteniendo la respuesta transitoria y estable. No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA El método de las mallas con transformada de Laplace. El método de los nodos con transformada de Laplace. Concepto de impedancia y admitancia de estructuras pasivas de dos terminales. 1B,2B,6C ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica con preguntas claves por parte del profesor para inicio de la unidad. Exposición de temas específicos por parte del profesor. Búsqueda de información por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejercicios. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. Segundo examen departamental al término de la unidad III, junto con las prácticas 4 y 5 realizadas en el laboratorio. Participaciones en clase, tareas entregadas, así como temas expuestos por parte de los alumnos.

7 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 6 DE 9 No. UNIDAD IV NOMBRE: Funciones de Transferencia. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará el concepto de función de transferencia y las propiedades de la misma, analizando respuestas en C. A., C. D. e impulso. No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 4.1 Definición de función de transferencia. 1B, 2B,6C 4.2 Tipos de funciones de transferencia. 4.3 Propiedades. 4.4 Concepto de estabilidad. ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica en matemáticas referidas a funciones. Búsqueda de conceptos por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados y propuestas de prácticas de la unidad. Tareas y trabajos extra clase. Tercer examen departamental de las unidades IV y V, junto con la práctica 6 realizada en el laboratorio y entrega del reporte. Participaciones en clase, tareas entregadas, así como temas expuestos por parte de los alumnos.

8 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 7 DE 9 No. UNIDAD V NOMBRE: Introducción a la Síntesis de Circuitos Pasivos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará la síntesis de redes eléctricas sintetizando circuitos mediante los métodos de Foster y Cauer No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 5.1 Funciones reales y positivas. 3B, 5C 5.2 Polinomios Hurwitz. 5.3 Condiciones de realizabilidad. 5.4 Síntesis de redes de 2 terminales por métodos de Foster y Cauer ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica en matemáticas referidas a funciones singulares. Búsqueda de conceptos por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. Tercer examen departamental de unidades IV y V. Participaciones en clase, entrega de tareas, y temas expuestos por los alumnos.

9 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 8 DE 9 RELACIÓN DE PRÁCTICAS NÚMERO DE PRÁCTICA NOMBRE DE LA PRÁCTICA RELACIÓN DE UNIDADES TEMÁTICAS DE PRÁCTICA LUGAR DE REALIZACIÓN Circuito RC. Circuito RL. I I Todas las prácticas se realizarán en los laboratorios de circuitos 3. Circuito RLC serie y paralelo. I Método de mallas. II, III 5. Método de nodos. II, III 6. Funciones de transferencia. IV Las prácticas de la 1-5 se realizarán con instrumentos y simuladas en equipo de cómputo. La práctica 6 sólo será simulada en equipo de cómputo.

10 ASIGNATURA: Análisis de Transitorios CLAVE: HOJA: 9 DE 9 PERÍODO UNIDAD 1 I,II Primer examen departamental 60%. Participación en clase, tareas y exposiciones 10%. Prácticas 1, 2 y 3 realizadas en el laboratorio y el reporte de las mismas 30%. 2 III Segundo examen departamental 60%. Participación en clase, tareas y exposiciones 10%. Prácticas 4 y 5 realizadas en el laboratorio y el reporte de las mismas 30%. 3 IV, V Tercer examen departamental 60%. Participación en clase, tareas y exposiciones 10%. Práctica 6 realizada en el laboratorio y el reporte de la misma 30%. Se deberá aprobar como mínimo el 80% de las prácticas programadas, de no ser así, se asignará calificación reprobatoria. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA Jiménez, Garza Ramos F., Análisis de Circuitos Eléctricos, Teoría y Problemas, Editorial Limusa. México, D. F., 1995, páginas. Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen III, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE - ESIME - Zacatenco, México, D. F., 2001, 227 páginas. Jiménez, Garza Ramos F., Introducción a la Síntesis de Circuitos Eléctricos, Editorial Limusa. México, D. F., 1996, 255 páginas Cheng, David K., Analisys of Linear Systems, Editorial Addison Wesley Publishing Co., 1959, 431 páginas., Kuo Franklin F. Network Analysis and Synthesis, Editorial Wiley. Valkenburg, Van., Análisis de Redes, Editorial Limusa. Mexico, D.F.,1999, 582 páginas.

11 PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. SEMESTRE: Quinto ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: Circuitos Eléctricos. ASIGNATURA: Análisis de Transitorios ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en Ingeniería Eléctrica, Comunicaciones, Electrónica y ramas afines. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno analizará el estado transitorio de los circuitos eléctricos comprobando los cálculos realizados con instrumentos de medición para diferenciar el estado transitorio del estado estable. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Ecuaciones diferenciales y transformadas de Laplace. Método de mallas y método de nodos. Teoremas de circuitos eléctricos. EPERIENCIA PROFESIONAL Haber impartido clases. Formación pedagógica. HABILIDADES Dominio de la asignatura. Liderazgo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento). Haber trabajado mínimo cinco años en el área de ingeniería eléctrica, electrónica o tener Capacidad de análisis y posgrado en áreas afines síntesis. a comunicaciones y electrónica. Motivación al alumno. Manejo de materiales didácticos. Manejo de computadoras Creatividad. ACTITUDES Tener vocación por la docencia. Honestidad, tolerancia y ética. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto (buena relación maestro-alumno). Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Compromiso social. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Andrés Carmona Blando M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Ernesto Mercado Escutia Ing. Adrián Pantle Abris Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE LAS UNIDADES FECHA: 12 de Octubre de 2004