GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA DE TEORÍA DE CIRCUITOS ADAPTADA AL ESPACIO EUROPEO DE EDUCACIÓN SUPERIOR Vicente Barranco López, Tomás Morales Leal, Francisco Ramón Lara Raya Departamento de Ingeniería Eléctrica, Escuela Politécnica Superior, Universidad de Córdoba. C/ María Virgen y Madre s/n el1balov@uco.es Resumen. Todos sabemos la importancia que tiene la asignatura de Teoría de Circuitos en la enseñanza de la Electrónica. En la Universidad de Córdoba se ha incluido esta asignatura en un programa experimental de implantación de los créditos ECTS dentro de los estudios de Ingeniero Técnico Industrial especialidad Electrónica. Los profesores encargados de esa asignatura somos los firmantes de la presente comunicación; en ella expondremos el método propuesto y la experiencia adquirida en la implantación de dichos créditos. Son ya tres cursos completos en los que se ha impartido la asignatura siguiendo las directrices propuestas en la declaración de Bolonia, creemos que nuestra experiencia puede aportar ideas a aquellos profesores que no han tenido ocasión de introducir este sistema en sus asignaturas. Palabras clave: Guía docente, ECTS, Circuitos, Proyecto piloto, EEES. 1. INTRODUCCIÓN En este documento, se muestra la guía docente correspondiente a la asignatura de Teoría de Circuitos, impartida en el segundo cuatrimestre del primer curso de Ingeniería Técnica Industrial en la especialidad de Electrónica Industrial siguiendo las directrices del Espacio Europeo de Educación Superior 2. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Teoría de Circuitos Tipo: Troncal Créditos totales LRU: 7,5 Créditos teóricos LRU: 4,5 Créditos prácticas LRU: 3 Créditos totales ECTS: 6 Créditos teóricos ECTS: 4 Créditos prácticas ECTS: 2 Ciclo: 1º Curso: 1º Cuatrimestre: 2º Departamento responsable: Ingeniería Eléctrica Descriptores: Introducción a la resolución de circuitos eléctricos Formas de onda Iniciación a la simulación de circuitos eléctricos por ordenador
3. COMPETENCIAS 3.1. Competencias transversales/genéricas - Capacidad de análisis y síntesis - Resolución de problemas - Aprendizaje autónomo - Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica - Conocimientos básicos de la profesión 3.2. Competencias específicas Cognitivas (Saber): Conocimientos de teoría de circuitos eléctricos. Conocimiento de la tecnología, componentes y materiales. Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer): Redacción e interpretación de documentación técnica. Resolución de problemas. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Actitudinales (Ser): Autoaprendizaje. Toma de decisiones 4. OBJETIVOS Al final del cuatrimestre el alumno deberá conocer a fondo los siguientes temas relacionados con el análisis de circuitos: 1. Concepto de circuito eléctrico, tipos de elementos eléctricos, conceptos de intensidad de corriente eléctrica, tensión eléctrica, potencia eléctrica, leyes de Kirchhoff, transformación de elementos y simplificación de redes eléctricas. 2. Concepto de fasor, resolución de redes de ca. Concepto de potencia activa, reactiva y aparente. 3. Métodos de análisis de circuitos, teoremas de circuitos, principios de análisis de redes eléctricas lineales. 4. Resolución de redes eléctricas trifásicas. 5. Estudio de circuitos a frecuencia variable. 4. CONTENIDO (PROGRAMA) 4.1. Programa de teoría Tema 1: Circuitos eléctricos. Elementos y Leyes de Kirchhoff 1. Sistemas de Unidades. 2. Definición de circuito eléctrico. 3. Corriente eléctrica. 4. Tensión o Diferencia de Potencial. 5. Potencia eléctrica.
6. Principio de conservación de la energía. 7. Elementos de un circuito eléctrico. 8. Elementos pasivos. 9. Impedancia y admitancia operacional. 10. Elementos activos: fuentes o generadores. 11. Tipos de excitación, formas de onda y valores asociados. 12. Topología de redes, conceptos fundamentales. 13. Leyes de Kirchhoff. 14. Asociación de Elementos pasivos. 15. Asociación y transformación de fuentes. 16. Diferencia de potencial entre dos nudos de una red. 17. Análisis de circuitos. Tema 2: Circuitos en estado estable senoidal 1. Introducción. 2. Onda senoidal, generación y valores asociados. 3. Respuesta senoidal de los elementos pasivos. 4. Introducción a los número complejos. 5. Representación compleja de una magnitud senoidal. 6. Derivada e integral de funciones senoidales expresadas en el plano complejo. 7. El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia. 8. Los elementos pasivos en el dominio de la frecuencia compleja. 9. Las leyes de Kirchhoff en el dominio de la frecuencia compleja. Criterios de signos. 10. Impedancia y admitancia compleja. Tema 3: Métodos de análisis de circuitos. Teoremas de circuitos 1. Elección de las ecuaciones independientes para la aplicación de las leyes de Kirchhoff. 2. Análisis de circuitos por el método de las corrientes de malla. 3. Análisis de circuitos por el método de las tensiones de nudo. 4. Impedancia y admitancia de entrada, de transferencia, y de salida. 5. Principio de superposición. 6. Teoremas de Thevenin y Norton. 7. Teorema de reciprocidad. 8. Teorema de Millman. 9. Teorema de Miller. Tema 4: Potencia en estado estable senoidal 1. Potencia de un circuito eléctrico en régimen permanente senoidal. 2. Potencia de los elementos pasivos simples.
3. Potencia compleja. 4. Factor de potencia, su importancia práctica. 5. Corrección del factor de potencia. 6. Medida de potencia en corriente alterna. 7. Máxima transferencia de potencia. Tema 5: Sistemas trifásicos 1. Introducción. 2. Generación de tensiones alternas trifásicas. 3. Tensiones de línea y tensiones de fase al principio de la línea en sistemas simétricos. 4. Conexión en estrella equilibrada. 5. Conexión en triángulo equilibrado. 6. Cargas equilibradas en secuencia inversa. 7. Cargas desequilibradas conectadas en estrella. 8. Cargas desequilibradas conectadas en triángulo. 9. Potencia en sistemas trifásicos. 10. Potencias en sistemas trifásicos equilibrados. 11. Medida de potencia en sistemas trifásicos. Tema 6: Respuesta en frecuencia 1. Respuesta en frecuencia. 2. Función de transferencia, filtros pasivos. 3. Respuesta en frecuencia de los circuitos RC y RL. 4. Respuesta en frecuencia de los circuitos RLC, resonancia paralelo. 5. Respuesta en frecuencia de los circuitos RLC, resonancia serie. 6. Consideraciones sobre la resonancia. 7. Frecuencia compleja. 8. Diagramas de Bode. 4.2. Programa de prácticas Práctica 1: Medidas Eléctricas. Aparatos de medida. Elementos pasivos. Tipos de resistencias; código de colores. Ley de Ohm. Circuito serie; circuito paralelo. Práctica 2: Leyes de Kirchhoff. Potencia en circuitos de corriente continua. Resistencia equivalente entre dos nudos de una red. Práctica 3: El Osciloscopio. Medida de circuitos en ca. Circuitos serie RL. Circuitos serie RLC. Medida de desfases con el osciloscopio. Práctica 4: Principio de superposición. Teorema de Thevenin. Teorema de Norton. Práctica 5: Análisis de circuitos eléctricos por ordenador. Introducción al programa Spice. Práctica 6:.Representación de formas de onda, potencia y respuesta en frecuencia con PSPICE y PROBE.
5. METODOLOGÍA El número de horas que el alumno tiene que dedicar a esta asignatura, correspondientes a los ECTS son 160 horas, que se reparten de la siguiente forma: 75 horas presenciales repartidas en: Horas de teoría 35 Horas de prácticas en aula (problemas) 14 Horas de Prácticas de Laboratorio 12 Realización de Actividades Académicas Dirigidas con presencia del profesor: 10 Exámenes 4 85 horas no presenciales repartidas en: Horas de estudio de teoría 35 Horas de estudio de prácticas 10 Horas de período de exámenes 30 Horas de trabajos. 10 SEMANA Segundo Cuatrimestre Nº de horas de sesiones Teóricas Tabla 1: Cronograma de la asignatura. Nº de horas sesiones prácticas laboratorio Nº de horas Actividades Académicas Dirigidas Nº de horas de sesiones Problemas en aula Nº de horas de Exámenes Temas del temario a tratar 1ª semana 3 Tema 1 2ª semana 2 1 1 Tema 1 3ª semana 3 2 1 Tema 2 4ª semana 2 1 1 Tema 2 5ª semana 3 2 1 Tema 3 6ª semana 2 1 1 Tema 3 7ª semana 3 2 1 Tema 3 8ª semana 2 1 1 Tema 4
9ª semana 3 2 1 Tema 4 10ª semana 2 1 1 Tema 4 11ª semana 2 2 1 1 Tema 5 12ª semana 2 1 1 Tema 5 13ª semana 2 2 1 1 Tema 5 14ª semana 2 1 1 Tema 6 15ª semana 2 1 1 Tema 6 exámenes 4 6. EVALUACIÓN Debido al gran número de alumnos matriculados en esta asignatura, el examen final tiene todavía un gran peso, puesto que el seguimiento de cada alumno se hace difícil. Pero también se evaluarán: Pequeños controles tipo test, que los alumnos tienen que responder en clase, sobre cuestiones de temas anteriormente explicados. Controles que los alumnos resuelven a través de Internet por medio del sistema moodle desde su casa o desde el Centro de Cálculo del centro. Problemas que resuelve el alumno en clase Las memorias, que los alumnos tienen que realizar sobre el desarrollo de cada una de las prácticas realizadas en el laboratorio No solo se evalúan los conocimientos, sino también las habilidades como: Orden, claridad y comprensión de los conceptos Utilización de modelos y circuitos equivalentes adecuados Saber relacionar los conceptos Utilización correcta de las magnitudes fasoriales Utilización correcta de las unidades Saber interpretar los resultados La forma de expresión La forma de evaluar se hará de cuatro formas diferentes: La realización de un examen teórico, consistente en la resolución de un número determinado de problemas. A este examen se le dará un peso en la nota final de la asignatura del 80%. La realización de las prácticas de laboratorio y el examen práctico tendrá un peso del 10% en la nota final de la asignatura, y será necesario haber alcanzado al menos una puntuación de 5 sobre 10. Los trabajos tutelados supondrán el 5% de la nota final de la asignatura.
La asistencia a las clases, tutorías, seminarios, las pruebas tipo test y la participación en clase supone el 5% de la nota final de la asignatura. También conviene destacar la obligatoriedad de la asistencia a clase, que al estar en período de prueba, nosotros hemos fijado en una asistencia mínima del 70% que controlamos mediante un control de firmas que se realiza todos los días. 6. CONCLUSIONES Aunque sólo se llevan tres años de experiencia, se han detectados aspectos positivos y negativos que pasamos a enumerar: 1. Aspectos positivos Disponer mediante el sistema Moodle de los apuntes de la asignatura, relaciones de problemas resueltos y propuestos, guiones de prácticas. Etc.. Con la realización de los cuestionarios tipo test, el alumno se ve obligado a llevar la asignatura al día. 2. Aspectos negativos La asistencia a clase es baja, por la coincidencia de horas con otras asignaturas de otros cursos (en alumnos repetidores) Número de alumnos muy elevado, por lo que el trabajo de evaluación y seguimiento se hace muy difícil REFERENCIAS [1] Barranco López, V. Morales Leal, T. Guía docente de Teoría de Circuitos. Escuela Politécnica Superior. 2007. Universidad de Córdoba. [2] Barranco López, V. y Otros. Guía docente, Proyecto de Innovación y Mejora Docente. Escuela Politécnica Superior. 2005. Universidad de Córdoba. [3] Barranco López, V. Morales Leal, T. Enseñanza de Teoría de Circuitos adaptada al Espacio Europeo de Educación Superior. 2007. 15 CUIEET Valladolid