Programa de estudio ANLISIS AVANZADO

DE CIRCUITOS ELCTRICOS

1. rea acadmica Tcnica 2. Programa educativo Ingeniera Elctrica 3. Dependencia/Entidad acadmica

Facultad de Ingeniera Mecnica Elctrica (Xalapa, Cd. Mendoza, Poza Rica), Facultad de Ingeniera (Veracruz, Coatzacoalcos)

4. Cdigo 5. Nombre de la Experiencia educativa 6. rea de formacin

EELE 18001 Anlisis avanzado de circuitos elctricos Disciplinaria 7. Valores de la experiencia educativa

Crditos Teora Prctica Total horas Equivalencia (s) 8 3 2 75 Circuitos Elctricos de CD y Circuitos

Elctricos de CA del plan 2004. 8. Modalidad 9. Oportunidades de evaluacin

Terico-prctica Todas de acuerdo al estatuto de Alumnos 10. Requisitos Pre-requisitos sugeridos Co-requisitos Circuitos Elctricos y Ecuaciones diferenciales Laboratorio de Anlisis Avanzado de Circuitos

Elctricos 11. Caractersticas del proceso de enseanza aprendizaje

Individual / Grupal Mximo Mnimo Grupal 30 15

12. Agrupacin natural de la experiencia educativa (reas de conocimiento, academia, ejes, mdulos, departamentos)

13. Proyecto integrador

Academia de Ingeniera Elctrica 14. Fecha

Elaboracin Modificacin Aprobacin 1 de marzo de 2012 26 de noviembre del 2013.

15. Nombre de los acadmicos que participaron en la elaboracin y/o modificacin Mtro. Rubn Villafuerte Daz, Mtro. Victor Manuel Hernndez Paredes, Mtro. Alfredo Gonzlez Fuentevilla, Mtro. Jos Vidal Herrera Romero, Mtro. Carlos Alarcn Rosas, Mtro. Alfredo Ramrez Ramrez, Dr. Jess Garca Guzmn, Mtra. Ma. Arroyo Flores, Mtro. Jos de Jess Reyes Guzmn, Mtro. Armando Campos Domnguez, Ing. Hector Sadot del Angel Zumaya, Mtro. Josu Domnguez Mrquez, Ing. Victor Pea Canales, Mtro. Jorge del Ro Montiel, Dr. Alexandro Castellanos Mier, Mtro. Mario Herrera Corts, Mtro. Raul Velasquez Caldern, Mtro. Juan Carlos Anzelmetti Zaragoza, Mtro. Jess Jimnez Rivera, Mtro. Gerardo Leyva Martinez, Mtro. Hugo I. Noble Prez. 16. Perfil del docente Ingeniero Electricista, Ingeniero Mecnico Electricista o Ingeniero en Electrnica o licenciatura equivalente, con posgrado en Ingeniera, con al menos tres aos de experiencia docente a nivel superior.

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17. Espacio

18. Relacin disciplinaria

Facultad de Ingeniera, Facultad de Ingeniera Civil y Mecnica Elctrica, Facultad de Ingeniera Mecnica Elctrica, Facultad de Ingeniera Mecnica y Elctrica.

Esta experiencia educativa es indispensable para el programa de Ingeniera Elctrica, fundamental para todos los cursos en las reas de Electricidad, Electrnica y Control.

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19. Descripcin Este curso complementa la formacin bsica impartida en el curso de Circuitos Elctricos, proporcionando al estudiante de Ingeniera Elctrica los conocimientos tericos que sustentan el estudio de los temas centrales de la carrera. El curso sirve como base para el entendimiento de los sistemas elctricos de potencia, las mquinas rotatorias, las instalaciones de alta y baja tensin, los sistemas electrnicos aplicados a los sistemas elctricos y los sistemas de control modernos. El curso se imparte en la modalidad terico prctica y se considera fundamental para la formacin de los ingenieros electricistas. Los contenidos incluyen temas de aplicacin general a sistemas elctricos en distintos mbitos, desde la electricidad residencial o electrnica de consumidor, hasta los grandes sistemas de generacin, transmisin y distribucin de potencia. Adicionalmente, el curso se complementa mediante el uso de software estndar para la simulacin de circuitos elctricos. 20. Fundamentacin Por la importancia de sus contenidos, el curso es fundamental para la formacin de los Ingenieros Electricistas, dado que profundiza en conceptos tericos que van ms all de los conocimientos bsicos de electricidad, y aporta el conocimiento requerido para el estudio de todos los temas contenidos en el rea terminal de la carrera. Para el correcto entendimiento de los temas del curso, es indispensable que el estudiante conozca los conceptos bsicos de los circuitos elctricos, y que posea un dominio de las herramientas matemticas para la solucin de ecuaciones diferenciales, usando herramientas como la Transformada de Laplace. El uso de software para simulacin habilita al estudiante con una herramienta de anlisis que permite relacionar los conocimientos tericos con su interpretacin prctica, a travs del estudio de casos o diferentes condiciones de operacin de los circuitos. El manejo e interpretacin de las leyes, mtodos y tcnicas que se estudian en esta experiencia educativa son indispensables para el buen entendimiento de todos los cursos del rea Elctrica. 21. Unidad de competencia El estudiante maneja e interpreta las leyes, teoremas, mtodos y tcnicas avanzadas para el estudio de los circuitos elctricos. Entiende las respuestas de los elementos R, L y C de circuitos en estado transitorio. Comprende el anlisis y la respuesta de las redes en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. Entiende y aplica modelos matemticos al estudio de redes mediante circuitos equivalentes de los elementos componentes de los sistemas elctricos. 22. Articulacin de los ejes En esta experiencia educativa se articulan intensamente los ejes terico, heurstico y axiolgico. En la parte terica, los contenidos son el sustento fundamental del programa de Ingeniera Elctrica, y a su vez, para su comprensin es necesario contar con bases slidas en experiencias educativas anteriores, especficamente en las reas de Circuitos Elctricos, Ecuaciones Diferenciales y Transformadas de Laplace. La correcta comprensin de estos aspectos tericos es indispensable para aplicarlos en el eje heurstico, lo cual se logra a travs de la solucin de problemas que exigen la conjugacin de los conocimientos y habilidades de clculo, con un proceso de razonamiento analtico, caracterstico de la Ingeniera como disciplina. Adicionalmente, el entendimiento de las razones para el uso de circuitos elctricos avanzados, incide directamente en el eje axiolgico, a travs de la involucracin de conceptos como el ahorro de energa, optimizacin de potencia, economa en la transmisin de energa, uso apropiado de los equipos elctricos en general.

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23. Saberes

Tericos Heursticos Axiolgicos UNIDAD 1. ANLISIS EN EL ESTADO TRANSITORIO (12 HORAS) 1.1. Circuitos RL y RC. 1.2. Respuesta natural y respuesta forzada. 1.3. Constante de tiempo. 1.4. Mtodos de solucin de la ecuacin diferencial. 1.5. Energa almacenada y condiciones iniciales. 1.6. Circuito RLC en serie. 1.7. Circuito RLC en paralelo. 1.8. Naturaleza de las respuestas del circuito RLC. 1.9. Respuesta completa de los circuitos RL, RC y RLC.

Aplicacin de los conceptos tericos a la solucin de problemas avanzados de circuitos elctricos. Utilizacin de habilidades de clculo numrico para la aplicacin de los teoremas fundamentales a los circuitos elctricos avanzados. Investigacin, descubrimiento, diseo y comparacin de las posibilidades de aplicacin de cada una de las tcnicas disponibles para la solucin de problemas reales.

Valoracin de la importancia del diseo y aplicacin de sistemas eficientes para la generacin, transmisin, distribucin y consumo de energa elctrica. Comprensin de la importancia e impacto del estudio de los circuitos en el dominio de la frecuencia. Aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

UNIDAD 2. REDES EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA. (12 HORAS) 2.1. Definicin de Frecuencia Compleja. El plano de la frecuencia. 2.2. Funcin senoidal con envolvente exponencial. 2.3. Origen y caractersticas de las respuestas natural, forzada y completa. 2.4. Transformacin de redes. 2.5. Impedancia y Admitancia. 2.6. Funciones transformadas. 2.7. Polos y ceros de funciones de redes. UNIDAD 3. FILTROS Y RESONANCIA. (12 HORAS) 3.1 Redes selectoras de la frecuencia. Efectos inductivo y capacitivo ante la frecuencia.

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3.2 Tipos y caractersticas generales de los filtros. Frecuencia de corte y ancho de banda. 3.3 Respuesta en frecuencia de filtros pasivos RC y RL. 3.4 Resonancia. Caractersticas de los circuitos resonantes. 3.5 Resonancia en serie y paralelo. 3.6 Factor de calidad de circuitos resonantes.

UNIDAD 4. REDES DE DOS PUERTOS. (12 HORAS) 4.1. Pares de terminales. 4.2. Parmetros de impedancia. 4.3. Parmetros de admitancia. 4.4. Parmetros hbridos. 4.5. Circuitos equivalentes para redes de dos puertos. UNIDAD 5. CIRCUITOS CON ACOPLAMIENTO MAGNTICO. (12 HORAS) 5.1. Autoinductancia e inductancia mutua. 5.2. Bobinas acopladas magnticamente. Convencin del punto. 5.3. Voltajes inducidos en circuitos acoplados. 5.4. Coeficiente de acoplamiento. 5.5. Transformador ideal. 5.6. Transformador lineal. UNIDAD 6. ANLISIS DE CIRCUITOS MEDIANTE SOFTWARE. (15 HORAS) 6.1. Captura esquemtica. 6.2. Anlisis bsico de los elementos de circuito. 6.3. Uso de las opciones de simulacin. 6.4. Anlisis transitorio. 6.5. Respuesta completa a diferentes tipos de excitacin. 6.6. Respuesta en el dominio de la frecuencia.

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24. Estrategias metodolgicas De aprendizaje De enseanza

Sntesis e interpretacin de los temas presentados. Anlisis y discusin de problemas. Solucin de ejercicios propuestos. Simulacin de circuitos en software libre. Discusiones grupales en torno a los ejercicios.

Evaluacin diagnstica al principio del curso para identificar los saberes con que cuenta el estudiante. Exposicin de temas. Solucin de problemas modelo. Demostracin de simulaciones en software. Discusin dirigida. Tareas para estudio independiente.

25. Apoyos educativos

Materiales didcticos Recursos didcticos Libros Presentaciones Materiales impresos Grupos de problemas propuestos Software libre OrCAD PSpice y/o

Multisim Materiales virtuales disponibles en el

sitio web del profesor del curso

Pizarrn blanco Plumones Borrador Proyector de video y pantalla Computadora porttil Sitio web para materiales de apoyo Laboratorio de Circuitos NI-ELVIS II

26. Evaluacin del desempeo

Evidencia (s) de desempeo

Criterios de desempeo

Campos(s) de aplicacin Porcentaje

Exmenes parciales La puntuacin se asigna en relacin directa con las respuestas correctas producidas por el estudiante.

Aula A criterio del profesor

Solucin de ejercicios propuestos

Presentacin de soluciones a los ejercicios

Reportes entregados al profesor, impresos o electrnicos, va personal o va Internet.

A criterio del profesor

Prcticas de laboratorio La puntuacin se asigna en base al reporte emitido por el profesor a cargo del laboratorio.

Laboratorio Correspondiente

Requisito obligatorio

27. Acreditacin Para acreditar esta experiencia educativa el estudiante deber alcanzar como mnimo el 60% de las evidencias de desempeo, adems de haber cumplido con la asistencia mnima, con la realizacin de las prcticas de laboratorio, y con los dems requisitos establecidos en el Estatuto de los Alumnos.

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28. Fuentes de informacin Bsicas

BOYLESTAD, ROBERT L. ANLISIS INTRODUCTORIO DE CIRCUITOS. TRILLAS, 2004. ISBN: 970-26-0448-6 TK454B69I49

ALEXANDER, CHARLES K., Y SADIKU, MATTHEW N.O. FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELCTRICOS. 3. ED. MXICO: EDITORIAL MCGRAW-HILL, S.A., 2006. ISBN: 970-10-5606-X. HAYT, WILLIAM Y KEMMERLY, JACK E. ANLISIS DE CIRCUITOS EN INGENIERA. 7 ED., MXICO: EDITORIAL MCGRAW-HILL, S.A., 2007. ISBN: 970-10-6107-1. VAN VALKENBURG, M.E. ANLISIS DE REDES. 4 ED., MXICO: EDITORIAL LIMUSA, 2002. DORF, RICHARD C. CIRCUITOS ELCTRICOS: INTRODUCCIN AL ANLISIS Y DISEO. 3 ED. EDITORIAL ALFAOMEGA, 2002. CONEJO, A., CLAMAGIRAND, A., POLO, J., Y ALGUACIL, N. CIRCUITOS ELCTRICOS PARA LA INGENIERA. EDITORIAL MCGRAW-HILL, 2004. PRCTICAS DE ELECTRICIDAD, ZBAR ROCKMAKER BATES, 7 EDICIN, EDITORIAL ALFAOMEGA

DIRECCIONES ELECTRNICAS

APPLETS SOBRE CIRCUITOS ELCTRICOS http://people.clarkson.edu/~jsvoboda/eta/ecsa.html http://www.falstad.com/circuit/e-index.html http://www.educypedia.be/electronics/javabasic.htm EDUCYPEDIA - ELECTRONICS http://www.educypedia.be/electronics/ ELECTRONIC TEACHING ASSISTANT http://people.clarkson.edu/~jsvoboda/eta/ SOLUCIN DE CIRCUITOS http://www.circuit-magic.com/laws.htm APPLETS SOBRE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/Introduccion/indiceApplets/indice/indice_electro.htm

Complementarias

JOHNSON, D.E. AND HILBURN ANLISIS BSICO DE CIRCUITOS ELCTRICOS. PRENTICE-HALL HISPANOAMERICANA, 1996.

TK454J64 IRWIN, DAVID J. ANLISIS BSICO DE CIRCUITOS EN INGENIERA. LIMUSA-WILEY, 2003. TK454I78

2. Programa educativo3. Dependencia/Entidad acadmica4. Cdigo

5. Nombre de la Experiencia educativa6. rea de formacin

7. Valores de la experiencia educativa10. Requisitos 11. Caractersticas del proceso de enseanza aprendizaje14. Fecha15. Nombre de los acadmicos que participaron en la elaboracin y/o modificacin16. Perfil del docente17. Espacio18. Relacin disciplinaria 20. Fundamentacin21. Unidad de competencia22. Articulacin de los ejes25. Apoyos educativos26. Evaluacin del desempeo27. Acreditacin28. Fuentes de informacinBsicasComplementarias