INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I SEMESTRE: Cuarto OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará los conceptos y leyes fundamentales de la teoría de circuitos eléctricos a los modelos matemáticos de los elementos que constituyen un circuito eléctrico, y se analizará su comportamiento y respuestas ante distintas fuentes de excitación. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Unidades y Definiciones II. Circuitos Resistivos III. Técnicas Útiles Para el Análisis de Circuitos IV. Inductancia y Capacitancia V. Circuitos RL y RC sin Fuentes VI. Aplicación de la Función de Excitación Escalón Unitario VII. Circuitos RLC METODOLOGÍA: Participación en clases y empleo de los conceptos en la solución de los circuitos eléctricos descritos por el profesor, y en la solución de los problemas descritos en la bibliografía básica. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes departamentales haciendo un promedio final, ejercicios resueltos y participaciones individuales. BIBLIOGRAFÍA: Boylestad, robert l. Análisis introductorio de circuitos. Traducción de la segunda edición en ingles Introductory circuit analysis", por miguel ángel martínez, editorial trillas. México, d.f paginas.

2 ESCUELA: Superior De Ingeniería Mecánica Y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniero Electricista OPCIÓN: Tronco Común COORDINACIÓN: Academia De Circuitos Eléctricos DEPARTAMENTO: Académico De I. E. ASIGNATURA: Análisis Circuitos Eléctricos I SEMESTRE: Cuarto CLAVE: CRÉDITOS: 9 Vigente: VIGENTE: Agosto Del 2004 TIPO DE ASIGNATURA: Básica MODALIDAD: ESCOLARIZADO TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: 3 HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 3 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 54 HRS/TOTALES: 108 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS REVISADO POR: DEPTO. ACADÉMICO DE I.E. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar ESIME- ZACATENCO DR. ALBERTO CORNEJO IZARRALDE AUTORIZADO POR: LA COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL I.P.N.

3 ASIGNATURA: Análisis Circuitos Eléctricos I CLAVE HOJA: 2 DE 11 FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA Dentro de la preparación del Ingeniero Electricista se requiere del dominio de los conceptos de teoría de circuitos eléctricos, ya que esta materia proporciona las bases que se utilizan en la práctica de la Ingeniería Eléctrica. Por lo que resulta indispensable que el educando verifique la validez de estos conceptos en la práctica del laboratorio, analizando y evaluando los resultados obtenidos. Los antecedentes para cursar esta asignatura son: Física clásica, física moderna, electricidad y magnetismo. Las asignaturas consecuentes son: Análisis de circuitos II. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los conceptos y leyes fundamentales de la teoría de circuitos eléctricos a los modelos matemáticos de los elementos que constituyen un circuito eléctrico, y su analizará se comportamiento y respuestas ante distintas fuentes de excitación.

4 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 3 DE 11 UNIDAD I NOMBRE: Unidades y Definiciones, OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno utilizará los términos y definiciones basado en el Sistema Internacional de Unidades en materia de análisis de circuitos TEMA T E M A S Introducción Sistemas de unidades Cantidades básicas Carga eléctrica Corriente eléctrica Corriente alterna Corriente directa Tensión Potencia Trabajo Elementos de circuitos Elementos pasivos resistor inductor capacitor Elementos activos Fuentes independientes Fuentes dependientes HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C ESTRATEGIA DIDÁCTICA Consulta de bibliografías de temas sugeridos por el profesor Solución de ejercicios en clase. Integración de equipos de trabajo PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El primer examen departamental abarcara las unidades I y II. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

5 ASIGNATURA: Análisis Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 4 DE 11 UNIDAD II NOMBRE: Circuitos Resistivos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno aplicará las leyes fundamentales, y conceptos básicos para el análisis de circuitos TEMA T E M A S Introducción Ley de Ohm Leyes de Kirchhoff Ley de corrientes de Kirchhoff Ley de voltajes de Kirchhoff Análisis del circuito de un solo lazo Análisis del circuito con un solo par de nodos Combinaciones de resistencias en paralelo y serie Circuitos con combinaciones de resistencias en paralelo y serie Transformaciones de circuitos equivalentes Estrella Delta Circuito divisor de voltaje Circuito divisor de corriente Circuitos con fuentes dependientes Circuitos con Amplificadores operacionales HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El primer examen departamental abarcará las unidades I y II. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

6 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 5 DE 11 UNIDAD III NOMBRE: Técnicas útiles para el Análisis de Circuitos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno aplicará las distintas técnicas para el análisis de circuitos eléctricos resistivos complejos. TEMA T E M A S Introducción Análisis de nodos Ecuaciones de nodo para circuitos que contienen fuentes de voltaje independientes Ecuaciones de nodo para circuitos que contienen fuentes de voltaje dependientes HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C 3.3 Análisis de mallas Ecuaciones de malla para circuitos que contienen fuentes de corriente independientes Ecuaciones de malla para circuitos que contienen fuentes de voltaje dependientes. Teoremas de redes Linealidad Superposición Transformación de fuentes Teorema de Thevenin Teorema de Norton Máxima transferencia de potencia 3.5 Ecuaciones de circuitos vía topología de redes Definiciones básicas Árboles y análisis general de nodos Eslabones y análisis general de mallas

7 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El segundo examen departamental abarcará las unidades III, IV, y V. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

8 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 6 DE 11 UNIDAD IV NOMBRE: Inductancia y Capacitancia OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará las características de los elementos pasivos de almacenar energía, y aplicará las ecuaciones que rigen los voltajes y corrientes a través de estos elementos. TEMA T E M A S Introducción Inductores Relaciones integrales para el inductor HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C Capacitores Relaciones integrales para el capacitor 4.4 Combinación serie y paralelo de inductores y capacitares 4.5 Dualidad ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El segundo examen departamental abarcará las unidades III, IV, y V. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

9 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 7 DE 11 UNIDAD V NOMBRE: Circuitos RL y RC Sin Fuentes OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno determinará la solución y respuesta de circuitos RL y RC excitados con señales de Corriente Directa. TEMA 5.1 Introducción T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C Circuito RL simple Propiedades de la respuesta exponencial Circuito RL más general Circuito RC simple Circuito RC más general ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El segundo examen departamental abarcará las unidades III, IV, y V. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

10 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 8 DE 11 UNIDAD VI NOMBRE: Aplicación de la Función de Excitación Escalón Unitario OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará la respuesta de los elementos de un circuito debido a la excitación de una función escalón unitario TEMA 6.1 Introducción T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B La función de excitación escalón unitario Evaluación al circuito RL con excitación La respuesta natural y respuesta forzada Circuitos RL Circuitos RC ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El Tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

11 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 9 DE 11 UNIDAD VII NOMBRE: Circuitos RLC OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará el efecto de variar los parámetros de los elementos R, L y C y aplicará las técnicas mas usuales en el análisis de circuitos, tanto en el dominio del tiempo como en régimen permanente de distintas formas de respuesta transitoria en los circuitos RLC. TEMA 7.1 Introducción T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B, 2B, 3B, 4B, 5B y 6C Circuito RLC en paralelo sin fuentes Circuito RLC en paralelo sobre amortiguado Circuito RLC en paralelo críticamente amortiguado Circuito RLC en paralelo subamortiguado Circuito RLC en serie sin fuentes La respuesta completa del circuito RLC Circuito LC sin perdidas 4.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El Tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII. Prácticas realizadas, reportes por escrito. Participación en clase, tareas y consultas bibliográficas.

12 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 10 DE 11 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN Conocer y aprender el manejo adecuado del equipo I Laboratorios de circuitos y aparatos de medición disponibles en el laboratorio. Aprender el uso y manejo de herramientas computacionales para la simulación y análisis de circuitos eléctricos, tal como el programa de simulación con énfasis en circuitos integrados (SPICE) Análisis de los circuitos resistivos por el método de mallas Análisis de los circuitos resistivos por el método de nodos Simulación y análisis de circuitos resistivos, incluyendo fuentes dependientes, amplificadores operacionales, utilizando el SPICE Simulación y análisis de circuitos resistivos en los que se evalué el método de mallas y nodos utilizando el SPICE Estudio de los teoremas de redes, linealidad, superposición, teorema de Thevenin y Norton, Simulación y análisis de circuitos resistivos en los que se evalúen los teoremas de redes, linealidad, superposición, Thevenin, Norton, divisor de corriente, divisor de voltaje, utilizando el SPICE Características de respuesta debido a excitaciones de voltaje y corriente en capacitores e inductores. Respuesta natural de los circuitos RL, Y RC. Respuesta de los circuitos RL, RC a la función excitatriz escalón unitario respuesta completa de los circuitos RLC Simulación y análisis de la respuesta de los circuitos RL, RC Y RLC a la función excitatriz escalón unitario, utilizando el SPICE I II II II III III III IV IV V VII VII 3.0 Aula avanzada edif..z-3, planta baja. Laboratorios de circuitos Laboratorios de circuitos Aula avanzada edif..z-3, planta baja Aula avanzada edif..z-3, planta baja Laboratorios de circuitos Aula avanzada edif..z-3, planta baja Laboratorios de circuitos Laboratorios de circuitos Laboratorios de circuitos Laboratorios de circuitos Aula avanzada edif..z-3, planta baja

13 ASIGNATURA: Análisis de Circuitos Eléctricos I CLAVE: HOJA: 11 DE: 11 PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1º 2º 3º I, II III, IV, V VI y VII La primera evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, temas de investigación en forma individual (20%) La segunda evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, temas de investigación en forma individual (20%) La tercera evaluación constará del examen departamental (80%), y tareas, temas de investigación en forma individual (20%) La evaluación de las prácticas de laboratorio se hará promediando la calificación de las prácticas realizadas y reportadas, siendo necesario que el alumno cumpla con un mínimo del 80% de asistencias. La calificación final de esta asignatura será el promedio de las calificaciones obtenidas en la teoría y en la evaluación de prácticas CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 X Boylestad, Robert L. Análisis Introductorio de Circuitos. Traduccion de La Segunda Edicion en Ingles de "Introductory Circuit Analysis", por Miguel Angel Martinez. Editorial Trillas. Distrito Federal. Mexico paginas. 2 X Johnson, David E., Hilburn, John L. y Johnny, R. Análisis Básico de Circuitos. Traducción de la Quinta Edición en Ingles De "Basic Electric Circuit Analysis", por Guillermo López Portillo. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. Naucalpan. México 1996, 752 Páginas. 3 X Hayt, William H. Jr. Y Kemmerly, Jack E. Análisis De Circuitos En Ingeniería. Traducido de la Quinta Edición en Ingles de "Engineering Circuit Analysis", Editorial Mc.Graw- Hill de México S.A. de C.V. Distrito Federal. México 2001,706 Páginas. 4 X Irvin David J., Análisis Básico de Circuitos en Ingeniería Quinta Edición, Editorial Prentice Hall, Mexico 1997, 952 Paginas 5 X Hayt, William H. Jr. Y Kemmerly, Jack E. Análisis de Circuitos en Ingeniería. Traducido de la Cuarta Edición en Ingles De "Engineering Circuit Analysis", Traducido por Carlos Mauel Sánchez Trujillo, Editorial Mc.Graw- Hill de México S.A. De C.V. Distrito Federal. México 1988, 676 Páginas. 6 X Joseph A. Edminister, Circuitos Eléctricos, Traducido de Shchaum S Outline of Electrical Circuit Tercera Edición, Mc. Graw-Hill, Mexico D.F

14 1. DATOS GENERALES PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA ESCUELA: Superior De Ingeniería Mecánica Y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniería Eléctrica SEMESTRE Cuarto ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: CIRCUITOS ELÉCTRICOS ASIGNATURA: ANÁLISIS CIRCUITOS ELÉCTRICOS I ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: TRONCO COMÚN OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno aplicará los conceptos y leyes fundamentales de la teoría de circuitos eléctricos a los modelos matemáticos de los elementos que constituyen un circuito eléctrico, y se analizará su comportamiento y respuestas ante distintas fuentes de excitación. 2. PERFIL DOCENTE: ING. ELECTRICISTA O POSGRADO EN INGENIERÍA CONOCIMIENTOS Conocimientos amplios en la teoría y el análisis de: circuitos eléctricos y sistemas eléctricos de potencia. Conceptos básicos de teoría electromagnética y en matemáticas en tópicos tales como: cálculo diferencial e integral, ecuaciones diferenciales, variable compleja y transformadas z y de Fourier. EXPERIENCIA PROFESIONAL En docencia y/o aplicaciones en ingeniaría eléctrica. HABILIDADES Dominio del tema y habilidad para enseñar los conceptos básicos y aplicaciones de los circuitos eléctricos en ingeniería eléctrica. ACTITUDES Colaboración con profesores integrantes de la academia. Servir al instituto en la enseñanza y mostrar una actitud de tutor hacia los alumnos. Ser justo en las evaluaciones de los cursos atendidos como profesor. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ DR. DAVID SEBASTIAN BALTAZAR ING. GUILLERMO SANTILLAN GUEVARA DR. ALBERTO CORNEJO LIZARRALDE PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADEMICO DIRECTOR DEL PLANTEL FECHA: Marzo de 2004