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

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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 1022 C Número de horas crédito a. Para el profesor tres () créditos b. Para el estudiante un (1) crédito D Prerrequisitos, correquisitos y otros requerimientos Correquisito: Matemática para Tecnología Electrónica (MATE 1007), Física para Tecnología I (FISI 1011), Física para Tecnología II (FISI 102), y Circuitos de Corriente Alterna (TEEL 1021) prerrequisitos: Física para Tecnología I (FISI 101), Pre-calculo I (MATE 018 ó MATE171) E Descripción Aprendizaje de las técnicas básicas de medidas eléctricas, medidas de voltaje, corriente, resistencia y potencias. Introducción al osciloscopio. F Objetivos del curso Al finalizar el curso, el estudiante podrá: 1. Medir voltajes, corrientes y resistencias con multímetros analógicos y digitales. 2. Diseñar un experimento para verificar la ley de Ohm.. Medir voltajes y corrientes en un circuito para verificar las leyes de Kirchhoff. 4. Diseñar un circuito para verificar las reglas de combinaciones de resistencias en serie y paralelo. 5. Trabajar con un circuito lineal para demostrar el principio de superposición. 6. Verificar experimentalmente los teoremas de Thevenin y Norton. 7. Construir circuitos divisores de voltaje y de corriente. 8. Construir en el laboratorio un puente de Wheatstone para verificar sus características. 9. Usar correctamente el osciloscopio y el generador de señales para hacer medidas de amplitud (pico y de pico a pico), valor eficaz, valor promedio y frecuencia en señales senosoides, triangulares y cuadradas.

2 Página Construir un circuito RC alimentado por una señal cuadrada, medir la constante de tiempo capacitiva, comparar los resultados experimentales con las predicciones teóricas, hallar la capacitancia y compararla con el valor nominal 11. Construir un circuito RC alimentado con corriente alterna, hacer medidas de voltaje a varias frecuencias y verificar las relaciones de voltaje, corriente, resistencia, capacitancia, frecuencia y diferencias de fases que establece la teoria 12. Construir un circuito RL alimentado con corriente alterna, hacer medidas de voltaje a varias frecuencias, verificar las relaciones de voltaje, corriente, resistencia, inductancia, frecuencia y diferencias de fase que establece la teoría 1. Construir circuitos RLC en serie y en paralelo alimentados con corriente alterna, hacer medidas de voltajes a varias frecuencias, hacer medidas de diferencias de fase a varias frecuencias, hallar reactancia capacitiva, reactancia inductiva e impedancia total, y comparar la relación de corrientes y voltajes experimentales con las predicciones teóricas 14. Construir circuitos RLC resonantes en serie y en paralelo, hacer medidas de voltaje a varias frecuencias alrededor de la frecuencia de resonancia, obtener la frecuencia de resonancia y el ancho de banda, y comparar los resultados experimentales con las predicciones teóricas 15. Construir un circuito de corriente alterna con transformador, medir voltajes y corrientes de entrada y salida, hallar la relación de vueltas y comparar este resultado con el valor nominal y con la predicción teórica para un transformador ideal G I II III Bosquejo del contenido Tópicos del curso TEEL 1022 Medidas de resistencia - Uso correcto del multímetro digital y analógico para medir resistencias - Uso correcto del código de colores Ley de Ohm - Uso correcto del panel de montajes - Uso correcto del multímetro analógico y digital para medir voltaje y corriente - Verificación experimental de la ley de Ohm - Construcción de gráficas Circuitos en serie y en paralelo - Construir circuitos en serie y en paralelo - Hacer medidas de voltaje y corriente para verificar la ley de voltajes de Kirchhoff y la regla de resistencias en serie y en Horas Contacto

3 Página IV V VI VII VIII IX X paralelo - Comprobar la regla de división de voltaje para circuitos en serie - Comprobar la regla de división de corriente para circuitos en paralelo Circuitos combinados en serie y paralelo - Construir circuitos en combinación en serie y paralelo - Hacer medidas de resistencia, voltaje y corriente - Verificar las leyes de Kirchhoff en estos circuitos - Hacer simulación de los circuitos en computadora Superposición - Construir un circuito lineal para demostrar el principio de superposición - Hacer medidas de voltaje y corriente para demostrar experimentalmente el principio de superposición en circuitos lineales Teoremas de Thevenin y de Norton - Construir un circuito - Establecer el circuito equivalente de Thevenin - Establecer el circuito equivalente de Norton - Simular el circuito en computadora El puente de Wheatstone - Construir circuitos en puente de Wheatstone - Hacer medidas para verificar las características del circuito - Simulación en la computadora Señales de corriente alterna - Uso correcto del osciloscopio - Uso correcto del generador de señales - Medidas de amplitud (pico y de pico a pico), valor eficaz, valor promedio y frecuencia en señales senosoides, triangulares y cuadradas El circuito RC - Construir un circuito RC alimentado por una señal cuadrada - Medir la constante de tiempo capacitiva - Comparar los resultados experimentales con las predicciones teóricas - Hallar la capacitancia y compararla con el valor nominal Respuesta de un circuito RC en corriente alterna - Construir un circuito RC alimentado con corriente alterna

4 Página 4 XI XII XIII - Hacer medidas de voltaje a varias frecuencias - Verificar las relaciones de voltaje, corriente, resistencia, capacitancia, frecuencia y diferencias de fases que establece la teoria Respuesta de un circuito RL en corriente alterna - Construir un circuito RL alimentado con corriente alterna - Hacer medidas de voltaje a varias frecuencias - Verificar las relaciones de voltaje, corriente, resistencia, inductancia, frecuencia y diferencias de fase que establece la teoría Respuesta de circuitos RLC en serie y en paralelo en corriente alterna - Construir circuitos RLC en serie y en paralelo alimentados con corriente alterna - Hacer medidas de voltajes a varias frecuencias - Hacer medidas de diferencias de fase a varias frecuencias - Hallar reactancia capacitiva, reactancia inductiva e impedancia total - Comparar la relación de corrientes y voltajes experimentales con las predicciones teóricas Resonancia en serie e en paralelo - Construir circuitos RLC resonantes en serie y en paralelo - Hacer medidas de voltaje a varias frecuencias alrededor de la frecuencia de resonancia - Obtener la frecuencia de resonancia y el ancho de banda - Comparar los resultados experimentales con las predicciones teóricas XIV El transformador - Construir un circuito de corriente alterna con transformador - Medir voltajes y corrientes de entrada y salida - Hallar la relación de vueltas y comparar este resultado con el valor nominal y con la predicción teórica para un transformador ideal XV Examen TOTAL 45

5 Página 5 H Estrategias instruccionales Las estrategias que se utilizarán son las siguientes: 1. Técnica de exploración: El estudiante observa y manipula el instrumento de medición hasta familiarizarse con su funcionamiento y la finalidad. 2. Demostración: El profesor expone en la pizarra, o mediante alguna técnica audiovisual, las variables físicas involucradas y describe los pasos para ejecutar el experimento.. Práctica de laboratorio: a. Registro de datos: Los estudiantes hacen el experimento y registran sistemáticamente las medidas obtenidas. b. Análisis de la información: El estudiante analiza la información obtenida mediante la estrategia de inferencia. Utiliza el equipo disponible en los laboratorios de computadoras para obtener las graficas. Finalmente debe interpretar, discutir y evaluar los resultados. c. Documentación: Los estudiantes documentan los resultados del experimento en un informe técnico de laboratorio. I Recursos de aprendizaje El Departamento dispone de un laboratorio de circuitos equipado con instrumentos, aparatos, computadoras y componentes para hacer las demostraciones y experimentos. El salón, de 600 ft 2 de área, cuenta con ocho estaciones de trabajo, con capacidad para 16 estudiantes. Existen tomas de energía eléctrica de 110 V y 60 Hz en cada estación. Cada estación tiene una computadora, un panel de conexiones en el que se construyen los circuitos, un osciloscopio, un generador de señales, un multímetro, una fuente de potencia y un puente de impedancias, todos estos equipos son digitales. Las computadoras tienen programas de sumulación y de instrumentación virtual. J Estrategias de evaluación Sistema de evaluación Informes de laboratorio 60 % Participación en clase 10 % Asistencia 10 % Un examen final 20 % Total 100 %

6 Página 6 K Sistema de calificación 1. 88% a 100% A 2. 76% a 87% B. 60% a 75 % C 4. 50% a 59% D 5. 49% o menos: F L Bibliografía 1. Berube, R.H., Computer Simulated Experiments for Electric Circuits Using Electronics Workbench Multisim, rded., Prentice Hall, New Jersey, 200. ISBN Borris, J. P.: Electric Circuits Using Electronics Workbench, 2 nd Ed., Prentice Hall, ISBN: Herniter, M.E., Schematic Capture With Electronics Workbench MultiSIM, 1 st Ed., Prentice Hall, ISBN Lancaster, G.A, Cook, N.P., Laboratory Manual to Accompany Introductory DC/AC Electronics and Introductory DC/AC Circuits, 6 th Ed., Prentice Hall, 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 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.