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PROGRAMA DE ESTUDIOS DE ASIGNATURA CIRCUITOS ELECTRICOS I Y LABORATORIO - PDF
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Susana Maldonado Núñez
1 PROGRAMA DE ESTUDIOS DE ASIGNATURA CIRCUITOS ELECTRICOS I Y LABORATORIO Aprobado por Consejo Universitario, en sesión ordinaria del 30 de julio de 2014, mediante Resolución No HCU-SG-CSG.
2 1. Información General: A. Código de Asignatura: P.R. 5.1 B. Asignatura: Circuitos Eléctricos 1 y Laboratorio C. Facultad: Ingeniería D. Carrera: Ing. Eléctrica Unidad de Organización Curricular: Profesional E. Período Académico: 2015 (2) F. Modalidad: Presencial G. Nivel: 5 Nivel H. Créditos: 6 créditos Profesor Responsable de la Asignatura: Ing. Flavio Velásquez Ayón Horas: 96 Profesores: I. Horas de clase: 96 Teóricas 64 Prácticas 32 J. Horas de Tutorías:2 Presenciales 2 Virtuales 0 2. Prerrequisitos y Correquisitos: Prerrequisitos Correquisitos Asignatura Código Asignatura Código Matemáticas Aplicada P:R:4.1 NO APLICA 3. Descripción de la Asignatura: La asignatura de CIRCUITOS ELECTRICOS I Y LABORATORIO es fundamental para el Ingeniero Eléctrico porque le permite conocer los fundamentos, principios y conceptos que rigen los circuitos eléctricos, para su diseño y análisis; así como conocer las características propias como tipo y forma de respuesta en el tiempo en presencia de fuentes de alimentación de corriente continua y alterna; asignatura muy importante en el desarrollo de otras materias dentro del plan de estudio de Ingeniería Eléctrica. 2
3 4. Objetivos Específicos de la Asignatura:(Con fundamento en los objetivos generales de la carrera) Al finalizar la asignatura el estudiante estará en capacidad de : Interpretar los conceptos de carga, intensidad de corriente, tensión, diferencia de potencial, potencia y energía. Conocer y aplicar la Ley de Ohm, Leyes de Kirchhoff de voltajes y corrientes Introducir los parámetros en los circuitos: resistencia, inductancia y capacitancia Describir los regímenes de funcionamiento de un circuito, en particular el régimen estacionario senoidal. Resolver circuitos en dicho régimen permanente interpretando el método de análisis simbólico y distinguiendo entre el dominio de la frecuencia compleja y el dominio del tiempo. 5. Resultados de Aprendizaje de la Asignatura:(Para alcanzar los resultados de aprendizaje del Perfil de Egreso de la Carrera) Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Eléctrico el soporte para que, en complemento con otras, tenga las siguientes competencias: Planear, diseñar, instalar y operar sistemas eléctricos de potencia, conforme a la normatividad nacional e internacional vigente; operar sistemas de utilización de la energía eléctrica, con base en las normas de eficiencia energética y; operar sistemas de control y automatización usando tecnología de punta. Comprender y aplicar los conceptos de voltaje, corriente y potencia eléctrica Aplicar las leyes de Kirchhoff Identificar y clasificar las diferentes asociaciones de elementos pasivos construyendo su equivalente eléctrico Aplicar los teoremas al análisis de circuito y analizar circuitos con los elementos pasivos en dominio del tiempo 6. Competencias Genéricas de la Asignatura:(Seleccionadas por los docentes de las 27 competencias genéricas del TUNING, de 3 a 5 por asignatura) Ver anexo 1 Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organización y planificación Comunicación oral y/o escrita Resolución de problemas Trabajo en equipo Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno 3
4 7. Unidades Curriculares: U.1. Programa de Estudios de Asignatura NOMBRE DE LA UNIDAD: CONCEPTOS Y DEFINICIONES RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA UNIDAD: Adquiere los conocimientos básicos y algunas técnicas útiles para el análisis de circuitos con pertinencia Horas Clase Actividades de Trabajo Horas de Autónomo Horas de Contenidos Teóricaticas Autónomo investigación y de vinculación Prác- Trabajo Incluidas las actividades de Mecanismos de Evaluación Tutoría con la sociedad Sistemas de unidades Definición de circuitos eléctricos Ley de coulomb Carga y corriente Tensión o Diferencia de Potencial Potencia Eléctrica Principio de conservación de la energía Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Elementos de un circuito eléctrico Elementos activos y pasivos Almacenamiento de energía en capacitores Almacenamiento de energía en inductores Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Tarea extra clase. Prácticas. 4
5 Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Asociación de elementos pasivos Asociación y transformación de Fuentes Análisis y resolución de problemas y practica Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Prácticas. Ley de Ohm Leyes de Kirchhoff Análisis y resolución de problemas y práctica Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Prácticas. 5
6 Total METODOLOGÍAS DE APRENDIZAJE: Consulta de bibliografías de temas sugeridos. Solución de ejercicios en clase. Integración de equipos de trabajo y prácticas en el laboratorio RECURSOS DIDÁCTICOS: Pizarra de Tiza liquida, proyector, computadora y laboratorio U.2. NOMBRE DE LA UNIDAD: CIRCUITOS EN ESTADO ESTABLE SENOIDAL RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA UNIDAD: Analiza circuitos con los diversos tipos de ondas excitados con señales de corriente alterna. Resolverá problemas que involucren conceptos de voltajes, corrientes senoidales Horas Clase Actividades de Trabajo Horas de Autónomo Horas de Contenidos Teóricaticas Autónomo investigación y de vinculación Prác- Trabajo Incluidas las actividades de Tutoría con la sociedad Introducción Tipos de ondas Función constante Función exponencial Función senoidal Función escalón Función rampa Funciones periódicas Valor medio de una onda periódica Valor eficaz de una onda periódica Análisis y resolución de problemas Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Mecanismos de Evaluación Tarea extra clase. Prácticas. 6
7 Intensidades de corrientes sinoidales Tensiones de corriente sinoidales Impedancias Angulo de fase Análisis y resolución de problemas Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Prácticas. Onda senoidal, generación y valores asociados Respuesta senoidal de los elementos pasivos Introducción a los números complejos Representación compleja de una magnitud senoidal Derivada e integral de funciones senoidales Análisis y resolución de problemas Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Prácticas. 7
8 El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia Los elementos pasivos en el dominio de la frecuencia compleja Las leyes de Kirchhoff en el dominio de la frecuencia compleja. Criterios de signos Impedancia y admitancia compleja Análisis y resolución de problemas Trabajo y consulta con textos Circuitos eléctricos Dorf, Richard C.; Svodoba, James A Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Pueyo, Hector.; Santiago Queiro: Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales. Tarea extra clase. Prácticas. Total TOTAL METODOLOGÍAS DE APRENDIZAJE: Discusión en clase con ejemplos prácticos e ilustrativos; Participaciones y exposiciones en clase; Resolución de ejercicios en clase; Practicas en el lab. RECURSOS DIDÁCTICOS: Pizarra de Tiza liquida, proyector, computadora, y laboratorio Se incrementarán cuadros acorde al número de unidades. 8. Relación de la Asignatura con los Resultados de Aprendizaje del Perfil de Egreso de la Carrera: Resultados de Aprendizaje de Egreso de la Carrera (copiar los elaborados para cada Unidad) del Perfil Contribución ALTA MEDIA - BAJA (al logro de los R. de A. del perfil de egreso de la Evidencias de Aprendizaje El estudiante es capaz de: (evidencias del aprendizaje: conocimientos, habilidades y valores) 8
9 Comprende conceptos de voltaje, corriente y potencia eléctrica Aplica las leyes de Kirchhoff Identifica y clasifica las diferentes asociaciones de elementos pasivos construyendo su equivalente eléctrico Aplica los teoremas al análisis de circuito y analiza circuitos con los elementos pasivos en dominio del tiempo Carrera) ALTA ALTA ALTA ALTA Identificar y comprender las unidades y conceptos de los parámetros de la corriente eléctrica, así como su simbología para analizar los circuitos eléctricos que impliquen este tipo de representaciones. Identificar las hipótesis de los teoremas fundamentales de los circuitos e ilustrar y desarrollar algunas de sus aplicaciones más prácticas. Precisar la validez de cada teorema y determinar su aplicación según el problema objeto de estudio Identificar y clasificar las diferentes asociaciones de elementos pasivos (serie/paralelo) construyendo su equivalente eléctrico Describir el régimen de funcionamiento de un circuito. Resolver en el dominio del tiempo las ecuaciones de equilibrio que definen el comportamiento de las distintas funciones eléctricas 9. Evaluación del Estudiante por Resultados de Aprendizaje: Instrumentos Primer Parcial Segundo Parcial % (Puntos) % (Puntos) Evaluación Final 40% 40% Evaluaciones parciales 20% 20% Trabajos individuales 10% 10% Trabajos grupales 10% 20% Trabajos integradores 20% 10% Total 100% 100% 9
10 10 -Actividades de Vinculación Con la Colectividad: (En caso de tener horas de vinculación con la colectividad en su carga horaria) 11. Cronograma De Desarrollo Del Curso Sesión de clase Fecha Detalle de contenido Políticas del curso. Detalle de actividades de aprendizaje y de evaluación 1 LUNES 5/10 Presentación del SILABO de la asignatura. Entrega del programa y explicación de los criterios de evaluación al alumno. Presentación de textos guías y complementarios 2 3 MIERCOLES 7/10 LUNES 12/10 UNIDAD 1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES Sistemas de unidades Definición de circuitos eléctricos Ley de coulomb Carga y corriente Tensión o Diferencia de Potencial Potencia Eléctrica Principio de conservación de la energía 4 MIERCOLES 14/10 Elementos de un circuito eléctrico 10
11 Elementos activos y pasivos LUNES 19/10 Almacenamiento de energía en capacitores Solución correcta de ejercicios planteados Comprende el funcionamiento de un Almacenamiento de energía en inductores circuito monofásico y su análisis de la MIERCOLES 21/10 potencia eléctrica LUNES 26/10 Asociación de elementos pasivos APORTE 1 Retroalimentación de la unidad analizada 8 MIERCOLES 28/ LUNES 9/11 MIERCOLES 11/11 Análisis pasivos 11 LUNES 16/11 Ley de Ohm Asociación y transformación de Fuentes de tensión e intensidad y resolución de problemas con los elementos activos y PRACTICA 1 12 MIERCOLES 18/11 Leyes de Kirchhoff 13 LUNES 23/11 Análisis y resolución de problemas de ley de Ohm y leyes de Kirchhoff Solución correcta de ejercicios planteados Comprende el funcionamiento de un circuito eléctrico y el análisis de los elementos activos y pasivos Solución correcta de ejercicios planteados 11
12 14 16 MIERCOLES 26/11 PRACTICA al EXAMEN I PARCIAL LUNES 7/12 ENTREGA DE EXAMENES - RECALIFICACIONES - ENTREGA DE CALIFICACIONES UNIDAD 3. CIRCUITOS EN ESTADO ESTABLE SENOIDAL Introducción Tipos de ondas Función constante Función exponencial Comprende el funcionamiento de un circuito eléctrico aplicando la ley de Ohm y las de Kirchhoff Retroalimentación del primer parcial 17 MIERCOLES 9/12 Función senoidal Función escalón Función rampa LUNES 14/12 Funciones periódicas Valor medio de una onda periódica Valor eficaz de una onda periódica MIERCOLES 16/12 Análisis y resolución de problemas de circuitos en estado estable senoidal APORTE 2 LUNES 21/12 PRACTICA 3 Solución correcta de ejercicios planteados Retroalimentación de la unidad analizada Comprende el funcionamiento de un circuito eléctrico calculando los valores eficaces, máximos y medios de las ondas. 12
13 21 MIERCOLES 23/12 22 LUNES 28/ Intensidades de corrientes sinoidales Tensiones de corriente sinoidales Impedancias Angulo de fase MIERCOLES 30/12 Análisis y resolución de problemas de Intensidades y tensiones sinoidales. LUNES 4/01 MIERCOLES 6/01 Onda senoidal, generación y valores asociados Respuesta senoidal de los elementos pasivos Introducción a los números complejos Operaciones con los números complejos Transformación de polar, rectangular, exponencial y trigonométricamente Solución correcta de ejercicios planteados 26 LUNES 11/01 Representación compleja de una magnitud senoidal Derivada e integral de funciones senoidales LUNES 18/01 MIERCOLES 13/01 Análisis y resolución de problemas de valores con complejos Solución correcta de ejercicios planteados El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia Los elementos pasivos en el dominio de la frecuencia compleja 29 MIERCOLES 20/01 Las leyes de Kirchhoff en el dominio de la frecuencia compleja. Criterios de signos 13
14 30 31 LUNES 25/01 MIERCOLES 27/01 32 LUNES 1/02 PRACTICA 4 Impedancia y admitancia compleja Análisis y resolución de problemas Análisis y resolución de problemas en dominio de la frecuencia APORTE 3 Solución correcta de ejercicios planteados Retroalimentación de la unidad analizada Comprende el funcionamiento de un circuito eléctrico y su análisis en el dominio de la frecuencia 10. Bibliografía: 08/02 AL 12/02 EXAMENES II PARCIAL 15/02 AL 19/02 SEMANA DE PROCESO FINAL EXAMENES COMPLEMENTARIOS RECUPERACION 22/02 AL 26/02 ENTREGA DE CALIFICACIONES ASENTACION DE CALIFICACIONES Básica Existencia en Bibliotecas Institucionales 14
15 Dorf, Richard C.; Svodoba, James A. Circuitos eléctricos 8ª Edición, Ed. McGraw Hill Pueyo, Hector.; Santiago Queiro:. Circuitos Eléctricos: Análisis de modelos circuitales.segunda Reimpresión 3ª Ed Ed. Alfaomega SI SI Edminister, Joseph E.; Teoria y problemas de Circuitos eléctricos Ed. McGraw Hill William H. Hayt, Jr. ; Jack E. Kemmerly; Steven M. Durbin. Análisis de circuitos en Ingeniería Ed. McGraw Hill Noel M. Morris.; Circuitos Eléctricos Ed. Addison- Wesley Iberoamericana, S.A. Jorge Raul Villaseñor Gomez, Fredy Alberto Hernandez Aguirre. Circuitos Electricos y aplicaciones digitales, 2 da Edicion, 2013, PEARSON. SI SI Johnson, David E.; Johnson, Johnny R.; Hilbur, John I.; Scott, Peter D. Ed. Prentice HalL. Análisis básico de circuitos Eléctricos Ed. Prentice Hall Webgrafía 11. Revisión y Aprobación: Firma y fecha Docente Decano/Coordinador Presidente de Comisión Académica Firma y fecha Firma y fecha Ing. Flavio Velásquez Ayón Ing. Juan Cedeño Villaprado 15

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