UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN HUMACAO DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE GRADO ASOCIADO EN TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN HUMACAO DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y ELECTRÓNICA PROGRAMA DE GRADO ASOCIADO EN TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA A Título: B Codificación del curso: TEEL 1021 C Numero de horas crédito: a. Para el profesor tres (3) créditos b. Para el estudiante tres(3) créditos D Prerrequisitos, correquisitos y otros requerimientos Correquisitos: TEEL 1022 Laboratorio de, MATE 1007 Matemática para Tecnología Electrónica ó MATE 3172 Pre-Calculo FISI 1032 Física para Tecnología Pre-requisitos: MATE 3018 ó MATE 3171 Pre-calculo E Descripción Ley de Ohm. Circuitos de corriente alterna. Reactancia e impedancia. Leyes de circuitos. Circuitos Resonantes. Circuitos acoplados. El transformador. Generadores y motores. F Objetivos del curso Al finalizar el curso, el estudiante podrá: 1. Explicar cualitativamente la estructura atómica de la materia, el fenómeno de conducción eléctrica y las diferencias entre aisladores, conductores y semiconductores. 2. Definir carga, corriente, voltaje, resistencia y potencia. 3. Hacer cálculos manualmente y por computador en circuitos en serie, en paralelo y en combinación serie-paralelo. 4. Manipular adecuadamente las unidades de las cantidades eléctricas. 5. Aplicar las leyes de Kirchhoff y verificar el cumplimiento de dichas leyes en los tipos de circuitos aludidos en el objetivo Aplicar los teoremas de Thévenin y Norton para hallar circuitos equivalentes, simplificar circuitos, transformar fuentes de un tipo de fuente a otra y obtener máxima transferencia de potencia.

2 Página 2 7. Calcular los valores de voltaje y corrientes desconocidas en redes complejas que incluyen fuentes de voltaje y corriente, independientes y dependientes, usando el análisis de nodos y el análisis de mallas, según sea el caso. 8. Describir la estructura física de varios tipos de capacitores y usar la definición operacional de capacitancia en cálculos de capacitancia, voltaje y carga. Hallar el equivalente de capacitores en serie, paralelo y en combinación. 9. Describir cualitativa y cuantitativamente los procesos de carga y descarga, incluyendo el estado inicial y el final, en circuitos RC. Hacer cálculos de voltaje y corriente instantáneos durante el estado transitorio usando las ecuaciones de Kirchhoff y la constante de tiempo como parámetro. Usar modelos de computador para realizar dichos cálculos. 10. Describir la estructura física de varios tipos de inductores y describir cualitativamente los procesos de cambio en voltaje y corriente, incluyendo el estado inicial y el final, en circuitos RL. Hacer cálculos de voltaje y corriente instantáneos durante el estado transitorio usando las ecuaciones de Kirchhoff y la constante de tiempo como parámetro. Usar modelos de computadora para realizar dichos cálculos. 11. Definir cada uno de los parámetros que caracterizan una señal de voltaje o corriente alterna (senosoidal) como amplitud, frecuencia, frecuencia angular, período, fase y fase inicial. Construir gráficas de señales alternas dados los parámetros necesarios manualmente y en computadora. Podrá, a partir de gráficas senosoidales, obtener amplitudes, frecuencias, períodos y diferencias de fase. Podrá hacer cálculos de valor eficaz. 12. Hacer las operaciones de suma, resta, multiplicación y división con números complejos (fasores). Podrá hacer transformaciones entre la forma polar y cartesiana con números complejos (fasores) y podrá calcular módulo, fase, parte real y parte imaginaria en números complejos. Podrá hacer la representación gráfica de los fasores. 13. Hacer cálculo de reactancia capacitiva y susceptancia inductiva. Calcular impedancias en serie y en paralelo con R,L,C. Calcular admitancia en serie y en paralelo. 14. Hacer cálculos de voltajes y corrientes alternas en circuitos RLC en serie, en paralelo y en combinación. Simular estos circuitos en computador para obtener los voltajes y las corrientes. 15. Hacer simulación en computador de redes RLC complejas en el dominio de la frecuencia y del tiempo para hallar las desconocidas, voltajes y corrientes. 16. Definir potencia compleja, potencia disipada, potencia reactiva, factor de potencia, y sus respectivas unidades. Llevar a cabo cálculos de dichas

3 Página 3 cantidades en circuitos RCL de corriente alterna. Construir diagramas de potencia compleja. 17. Definir resonancia en circuitos RLC en serie y paralelos. Definir frecuencia central, frecuencias de corte, factor de calidad y ancho de banda. Establecer las relaciones entre estas cantidades y hacer cálculos dados los datos necesarios. Simular circuitos resonantes en computador y hacer cálculos de corrientes, voltajes, frecuencias contrales, frecuencias de corte y ancho de banda. 18. Hacer descripciones de circuitos con acoplamiento magnético y definir inductancia mutua. Podrá establecer las relaciones entre voltaje, corriente, potencia y relación de vueltas en el transformador ideal. Calculará voltaje, corriente y potencia en el primario y el secundario y hallará impedancia reflejada. 19. Construirá modelos del transformador lineal no ideal y podrá simularlo en computador. Usará estos modelos para hacer cálculos de corriente, voltaje, potencia e impedancia en transformadores. G Bosquejo de Contenido: Tópicos del curso TEEL 1021 Horas Contacto I. Propiedades eléctricas de la materia. 1 II. Carga, corriente, voltaje y resistencia 2 III. Ley de Ohm, potencia 2 IV. Leyes de Kirchhoff 3 V. Circuitos en serie y en paralelo 2 VI. Combinaciones serie-paralelo 2 VII. Teoremas de Thevenin y de Norton 3 Examen Parcial I 2 VIII. Método de mallas y de nodos 2 IX. Capacitor y circuitos RC 3 X. Inductancia y circuitos RL 3 XI. Números complejos y fasores 3 XII. Reactancia, impedancia, admitancia y susceptancia 2 2 do Parcial II 2 XIII. Circuitos RLC de corriente alterna 3 XIV. Métodos de análisis en circuitos de C.A. 2 XV. Resonancia y conceptos de filtros 3 XVI. Transformador 3

4 Página 4 H 3 er Parcial III 2 TOTAL 45 Estrategias de Instrucción Las estrategias a utilizar son las siguientes: 1. Conferencia: Presenta los objetivos del tema. Expone la parte fundamental. Resuelve uno o varios ejemplos. Ofrece una explicación de la estrategia de resolución y la escribe en la pizarra. 2. Discusión: Se asigna problemas similares a la clase. El profesor guía para que apliquen la estrategia de resolución. Un estudiante explica el problema resuelto en la pizarra con la supervisón de profesor. 3. Asignación de tareas: Se asignan problemas por el profesor para resolver como tarea. Recomienda ensayar las simulaciones disponibles en el laboratorio de cómputos. I Recursos de aprendizaje Se disponen de dos salones de clases con capacidad para 30 estudiantes. El recurso más importante es la pizarra, también se utilizaran proyecciones de transparencia y, o proyector digital. El estudiante tiene a su disposición los laboratorios computarizados para hacer simulaciones de los diferentes temas expuestos en las clases. El estudiante debe poseer el libro recomendado por el profesor 1. El estudiante debe poseer una libreta en la cual se anotaran todos los ejemplos expuestos por el profesor y los problemas asignados 2. 1 El estudiante debe adquirir el texto recomendado por el profesor. 2 El estudiante debe asistir a la clases con la libreta de tareas conmpletada al día.

5 Página 5 J Estrategias de Evaluación K Sistema de calificación L Bibliografía: Sistema de Evaluación Tres exámenes parciales, 20% cada uno: 60% Participación en clase: 10% Asistencia: 10% Un examen final: 20% Total 100% 88% a 100% A 76% a 87% B 59% a 75 % C 50% a 59% D 49% o menos: F 1. Floyd, T.L., Principles of Electric Circuits: Conventional Current Version, 7 th Ed., Prentice Hall, New Jersey, ISBN Boylestad, R.L., Introductory Circuit Analysis, 10 th Ed., Prentice Hall, New Jersey, ISBN X. 3. Cook, N.P., Introductory DC/AC Circuits, 6 th Ed., Prentice Hall, New Jersey, ISBN X 4. Berube, R.H., Computer Simulated Experiments for Electric Circuits Using Electronics Workbench Multisim, 3rdEd., Prentice Hall, New Jersey, ISBN Guías de laboratorio del Departamento de Física: 6. Enlace web: M. Derechos de estudiantes con impedimentos La UPR-H cumple con las leyes ADA (Americans with Disabilities Act) y 51 (Servicios Educativos Integrales para Personas con Impedimentos) para garantizar igualdad en el

6 Página 6 acceso a la educación y servicios. Estudiantes con impedimentos: informe al profesor de cada curso sobre sus necesidades especiales y de acomodo razonable para el curso y visite la oficina de Servicios para la Población con Impedimentos (SERPI) a la brevedad posible. Se mantendrá la confidencialidad. Revisado y actualizado por Prof. Rogerio Furlan en Noviembre de 2004