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

Transcripción

1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Computación, Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. SEMESTRE: Tercero OBJETIVO GENERAL: El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Elementos básicos que intervienen en circuitos eléctricos. II. Elementos generales tipo serie y tipo paralelo. III. Leyes de Kirchhoff, estructura combinatoria de una red, ecuaciones integro-diferenciales de una red. IV. Correspondencia entre senoides y números complejos. V. Ecuaciones transformadas en números complejos de redes tipo serie y tipo paralelo. VI. Redes de corriente directa. VII. El método de mallas. VIII. El método de nodos. METODOLOGÍA: Investigación de conceptos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Realización de tareas y trabajos extra clase. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se aplicarán tres exámenes departamentales Participación en actividades individuales y de equipo. Prácticas de laboratorio Tareas y trabajos extra clase BIBLIOGRAFÍA: Bustamante, Llaca E., Modern Analysis of Alternating Current Networks, Volumen I y II Editorial Limusa Wiley, S. A. México, D. F., Priemera reimpresión 1967, 318 páginas.jiménez, Garza Ramos F., Problemas de Teoría de los Circuitos, Volumen I, Editorial Limusa. México, D. F., 1996, 288 páginas. Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE - ESIME - Zacatenco, México, D. F., 2001, 167 páginas. Benítez Serrano I., Problemas de Circuitos Eléctricos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE ESIME Zacatenco, México, D. F., 2001, 171 páginas.

2 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Computación e Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de Comunicaciones y Electrónica DEPARTAMENTO: Ingeniería en Computación. ASIGNATURA: Circuitos de CA y CD. SEMESTRE: Tercero CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica. MODALIDAD: Escolarizada. TIEMPOS ASIGNADOS /SEMANA/TEORÍA: 3.0 /SEMANA/PRÁCTICA: /SEMESTRE/TEORÍA: 54 /SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 /TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Comunicaciones y Electrónica de la Unidad Culhuacan y Academias de Circuitos Eléctricos Unidades Culhuacan y Zacatenco.. REVISADO POR: Subdirecciones académicas unidades Culhuacan y Zacatenco. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Culhuacan Ing. Fermín Valencia Figueroa y ESIME Zacatenco Dr. Alberto Cornejo Lizarralde AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo

3 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 2 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Esta asignatura es importante por que proporciona los conocimientos básicos de teoría y práctica del análisis de circuitos que son esenciales para poder abordar las demás asignaturas de la carrera; pues sin esta asignatura no sería posible impartir las materias correspondientes de las opciones electrónica, comunicaciones, control, acústica y computación, por esta razón esta asignatura cae dentro la clasificación de Ciencias de la Ingeniería que hace CACEI. Para poder impartir esta asignatura es necesario que el alumno tenga conocimientos sólidos de: Álgebra, Cálculo Diferencial e Integral, y Electricidad y Magnetismo, su asignatura consecuente es la materia de Electrónica Analógica que se imparte en el cuarto semestres. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición.

4 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 3 DE 12 UNIDAD I NOMBRE: Elementos básicos que intervienen en circuitos. Eléctricos. El alumno definirá el comportamiento de los elementos básicos que intervienen en circuitos eléctricos y justificará las relaciones entre voltaje y corriente en estos elementos. S Elementos pasivos y activos. Resistor. Capacitor. Inductor. Sistemas de bobinas acopladas magnéticamente. Coeficiente de acoplamiento magnético. Marcas de polaridad. Fuente de voltaje. Fuente de corriente. Potencia instantánea. Ejemplos B,2B,3B,4B,5B Evaluación diagnóstica. Investigación de conceptos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Realización de tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades I, II, y III serán evaluados en el primer examen departamental junto con el reporte de la práctica 1, 2 y 3. Participación en clase, tareas, así como la exposición de información recabada por alumnos en forma grupal o individual.

5 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 4 DE 12 UNIDAD II NOMBRE: Elementos generales tipo serie y tipo paralelo. El alumno enunciará las características y comportamiento de elementos en serie y en paralelo e identificará ambas conexiones estableciendo las ecuaciones de cada tipo de conexión. T E M A S 2.1 Elementos generales tipo serie B,2B,3B,4B,5B 2.2 Elementos generales tipo paralelo. 2.3 Ejemplos. Evaluación diagnóstica. Investigación de conceptos por parte del alumno. Exposición de temas específicos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades I, II, y III serán evaluados en el primer examen departamental junto con el reporte de la práctica 1, 2 y 3. Participación en clase, tareas, así como la exposición de información recabada por alumnos en forma grupal o individual.

6 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 5 DE 12 UNIDAD III. NOMBRE: Leyes de Kirchhoff, estructura combinatoria de una red, ecuaciones integro-diferenciales de una red. El alumno explicará los conceptos topológicos y las leyes de Kirchhoff en circuitos eléctricos estableciendo el sistema de ecuaciones integro-diferenciales. T E M A S 3.1 Concepto de circuito eléctrico B,2B,3B,4B,5B 3.2 Estructura combinatoria de una red. 3.3 Leyes de Kirchhoff. 3.4 Sistema de ecuaciones integro-diferenciales de una red. 3.5 Problemas. Evaluación diagnóstica. Exposición de temas específicos por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de esta unidad será evaluado en el primer examen departamental que constará de las unidades I, II y III, junto con las prácticas 1, 2 y 3 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual.

7 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 6 DE 12 UNIDAD IV NOMBRE: Correspondencia entre Senoides y Números Complejos. El alumno utilizará la correspondencia entre senoides y números complejos con el objetivo de trabajar con ecuaciones algebraicas en lugar de ecuaciones integrales. T E M A S 4.1 Números complejos B,2B,3B,4B,5B 4.2 Funciones senoidales. 4.3 Valores medio y eficaz de una función senoidal. 4.4 Correspondencia entre senoides y números complejos. 4.5 Ejemplos.. Evaluación diagnóstica en matemáticas referidas a números complejos. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual.

8 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 7 DE 12 UNIDAD V NOMBRE: Ecuaciones transformadas en números complejos de redes tipo serie y tipo paralelo. El alumno demostrará las ecuaciones con números complejos de diferentes redes tipo serie y tipo paralelo. T E M A S 5.1 Ecuaciones transformadas de una red general tipo serie B,2B,3B,4B,5B 5.2 Concepto de impedancia. 5.3 Reducción serie paralelo. 5.4 Ecuaciones transformadas de una red general tipo paralelo. 5.5 Concepto de admitancia. 5.6 Reducción serie paralelo. Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual

9 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 8 DE 12 UNIDAD VI NOMBRE: Redes de corriente directa. El alumno resolverá las ecuaciones de una red de corriente directa, considerando el comportamiento de resistores, capacitores y bobinas en este tipo de redes. T E M A S 6.1 Ecuaciones de una red de corriente directa B,2B,3B,4B,5B 6.2 Comportamiento de capacitores y bobinas en corriente directa... Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual.

10 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 9 DE 12 UNIDAD VII NOMBRE: El método de Mallas. El alumno calculará corriente y voltaje de redes de corriente alterna aplicando el método de mallas. T E M A S 7.1 Concepto de corrientes circulantes B,2B,3B,4B,5B 7.2 Ecuaciones de mallas. 7.3 Reglas para calcular las impedancias de mallas. 7.4 Aplicaciones del método de mallas. 7.5 El divisor de voltaje.. Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades VII y VIII serán evaluados en el tercer examen departamental, junto con la práctica 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual.

11 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 10 DE 12 UNIDAD VIII NOMBRE: El método de Nodos. El alumno calculará voltajes y corrientes de redes de corriente alterna aplicando el método de nodos. T E M A S 8.1 Concepto de potencial de nodo B,2B,3B,4B,5B 8.2 Ecuaciones de nodos. 8.3 Reglas para calcular las admitancias de nodos. 8.4 Aplicación del método de nodos. 8.5 El divisor de corriente. Investigación de conceptos por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales y con tecnología de punta. Tareas y trabajos extra clase. El contenido de las unidades VII y VIII serán evaluados en el tercer examen departamental, junto con la práctica 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual.

12 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 11 DE 12 RELACIÓN DE PRÁCTICAS N de Practica NOMBRE DE LA PRÁCTICA RELACIÓN DE UNIDADES TEMÁTICAS DE PRÁCTICA LUGAR DE REALIZACIÓN Introducción al Software necesario para el análisis de circuitos. Conocimiento del tablero de experimentación del laboratorio y medidas de seguridad. I I, II 6.0 Todas las prácticas se realizan en el Laboratorio de Microprocesadores 3. Medición de voltajes de CA y CD con multímetros. I, III, VI, VII Generador de funciones y osciloscopio. I, V Elementos básicos pasivos R, C, L. I, II, V 6. Acoplamientos mágneticos. I, II, V 7. Redes de corriente directa. I, II, III, V, VI, VII 8. Elementos generales serie RL, RC y RLC en el estado senoidal. III, IV, VI Elementos generales paralelo RL, RC y RLC en el estado senoidal. III, IV, VII (Las prácticas de la 5 a la 9 se efectuarán con instrumentos y simuladas en equipo de cómputo).

13 ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 12 DE 12 PERÍODO UNIDAD I,II,III IV, V,VI VII, VIII El contenido del primer examen departamental constará de las unidades I, II y III (60%), ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 1, 2 y 3 realizadas en el laboratorio (30%). El contenido del segundo examen departamental constará de las unidades IV, V y VI (60%); ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio (30%). El contenido del tercer examen departamental constará de las unidades VII y VIII (60%); ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio (30%). Además de la participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual, que se tomarán en cuenta en cada uno de los tres periodos. La evaluación del curso es el promedio de las tres calificaciones anteriores siempre y cuando el alumno cumpla con los requisitos establecidos en el Reglamento de Estudios Escolarizados para los Niveles Medio Superior y Superior. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA Bustamante, Llaca E., Modern Analysis Alternating Current Networks, Volumen I, Editorial Limusa Wiley, S. A. México, D. F., Primera reimpresión 1967, 318 páginas. Jiménez, Garza Ramos F., Problemas de Teoría de Circuitos, Volumen I, Editorial Limusa, México, D. F., 1996, 288 páginas. Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen. I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE-ESIME-Zacatenco, México, D. F., 2001, 167 páginas. Benítez, Serrano I., Problemas de Circuitos Eléctricos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE-ESIME-Zacatenco, México, D. F., 2001, 171 páginas. Willam, Cooper D., Instrumentación Electrónica y Mediciones, Editorial Prentice Hall, Hispanoamérica, México, D. F., 1987, 501 páginas Boylestad, Robert L., Análisis Introductorio de Circuitos, Editorial Prentice Hall, Editorial Trillas, México, D. F., 1995, 720 páginas. Cheng, David K., Analisys of Linear Systems, Editorial Adisson Wesley Publishing Co., 1959, 431 páginas. Skilling, Hugh H., Circuitos de Ingeniería Eléctrica, Editorial CECSA, México, D. F., 846 páginas.

14 1. DATOS GENERALES PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Computación e Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. SEMESTRE: Tercero ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: Circuitos Eléctricos. ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en ingeniería eléctrica, comunicaciones y electrónica y ramas afines. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS De matemáticas aplicadas a la Ingeniería. Física Química Propios de la asignatura. EPERIENCIA PROFESIONAL Haber impartido clases. Formación pedagógica. HABILIDADES Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento). ACTITUDES Tener vocación por la docencia. Honestidad, tolerancia y ética. Ejercicio de la crítica fundamentada. Capacidad de análisis y síntesis. Respeto (buena relación maestro-alumno). Motivación al alumno. Responsabilidad científica. Manejo de materiales didácticos. Creatividad. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE LAS UNIDADES Ing. Andrés Carmona Blando M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Fermín Valencia Figueroa Ing. Adrián Pantle Abrís Ing. Guillermo Santillán Guevara Dr. Alberto Cornejo Lizarralde Ing. José Loaiza Brito FECHA: Marzo de 2004