Circuitos Eléctricos

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS

FÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Robótica Industrial

ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos SEMESTRE: Tercero

OBJETIVO GENERAL: El alumno resolverá problemas que impliquen el comportamiento de los circuitos básicos y de potencia eléctrica de corriente alterna y operará los instrumentos de mediciones eléctricas de acuerdo con las normas y especificaciones correspondientes.

CONTENIDO SINTÉTICO: I. Generación de energía eléctrica. II. Fundamentos de corriente alterna. III. Mediciones de corriente alterna. IV. Circuitos de corriente alterna. V. Circuitos polifásicos. VI. Potencia de corriente alterna.

METODOLOGÍA: Exposiciones empleando: Prototipos, presentaciones en power point, acetatos, rotafolios. Tareas y trabajos extra-clase. Investigación documental, experimental y de campo por parte del alumno. Prácticas de laboratorio. Técnicas grupales para la solución de ejercicios.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se aplicarán tres exámenes departamentales en el transcurso del semestre Se tomarán en cuenta participaciones como exposición del tema, problemario resuelto, reporte de prácticas, etc.

BIBLIOGRAFÍA: Edminister Joseph A. Circuitos Eléctricos. Editorial McGraw-Hill México. Serie Schaum. Tercera edición, 2000, 575 pag. Jonson David E. Análisis Básico de Circuitos Eléctricos. Editorial Prentice Hall México. Cuarta edición, 1991,730 pag. Nasar S. A. Introducción a la Ingeniería Eléctrica vol I, Análisis de Circuitos Editorial McGraw-Hill México. Primera edición, 1991, 270 Pág.





ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Robótica Industrial. OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academias de Eléctrica – Electrónica e Ingeniería Eléctrica. DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos SEMESTRE: Tercero CLAVE: CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: 4.5 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 1.5

HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 81 HORAS /SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HORAS /TOTALES: 108

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Eléctrica – Electrónica e Ingeniería Eléctrica. REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Azcapotzalco y Culhuacan APROBADO POR: Consejos Técnicos Consultivos Escolares de ESIME Azcapotzalco y Culhuacan M. en C. José Antonio González Vergara Ing. Fermín Valencia Figueroa.

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.





ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos CLAVE HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

El perfil del ingeniero en Robótica Industrial y en Ingeniería Mecánica, integran una serie de conocimientos a nivel superior tales que le permiten conocer las bases teóricas de ingeniería eléctrica, mismas que le servirán para diseñar, proyectar, construir y operar sistemas electromecánicos, razón que obliga la inclusión de Circuitos Eléctricos como asignatura formativa dentro del plan de estudios . Esta asignatura se encuentra ubicada en el tercer semestre de la carrera de Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Robótica industrial, requiriendo de los conocimientos de asignaturas tales como: electricidad y magnetismo, fundamentos de programación, dibujo asistido por computadora y apoyando a Ingeniería Eléctrica Aplicada, Electrónica I y Electrónica II, Controladores Lógicos Programables Robótica, Automatización de Procesos Industriales y Proyecto Terminal I y II en la carrera de ingeniero en Robótica Industrial:, y para la carrera de Ingeniero Mecánico, apoya a: Máquinas eléctricas, Maquinas Hidráulicas, Instalaciones eléctricas y Proyecto Mecánico

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno resolverá problemas que impliquen el comportamiento de los circuitos básicos y de potencia eléctrica de corriente alterna y operará los instrumentos de mediciones eléctricas de acuerdo con las normas y especificaciones correspondientes.





ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos CLAVE: HOJA: 3 DE 10

No. UNIDAD: I NOMBRE: Generación de Energía Eléctrica

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno explicará el principio de la generación de la energía eléctrica y las características de las principales fuentes primarias de energía.

No. TEMA

T E M A S

HORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

T P EC 1.1 1.2 1.3 1.4

Principio de generación de la corriente eléctrica. Generador elemental de corriente alterna. Generador elemental de corriente continúa. Fuentes primarias de energía: Hidráulica, Térmica, Geotérmica, Nuclear, Eólica, Solar, Maremotríz, Química.

1.5

3.0

3.0 1.5

3.0

1B, 4B

1B,4B

1B,4B

1B,4B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Exposiciones, utilizando diversos recursos didácticos. Búsqueda en diversos medios, como libros, Internet, revistas científicas, etc., de los principios de generación de energía eléctrica. Análisis de casos. Discusión grupal en clase de los casos presentados. Tareas y trabajos extra-clase. Realización de prácticas en el laboratorio.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Las unidades I y II se calificarán en el primer examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase, prácticas realizadas y exposiciones.






No. UNIDAD: II NOMBRE: Fundamentos de Corriente Alterna


El alumno explicará las características básicas de la corriente alterna y resolverá problemas referentes al tema.

No. TEMA

T E M A S

HORAS


T P EC 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Frecuencia Ángulo de fase Longitud de onda Valor medio y eficaz Raíz media cuadrática Factor de forma

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

2B, 5B

2B, 5B

2B, 5B

2B, 5B

2B, 5B

2B, 5B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA: Exposiciones utilizando diversos recursos didácticos. Búsqueda en diversos medios, como libros, Internet, revistas científicas, etc. de las características de la corriente alterna. Análisis de casos. Discusión grupal en clase de los casos presentados. Tareas y trabajos extra-clase.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN: Las unidades I y II se calificarán en el primer examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase y exposiciones.






No. UNIDAD III NOMBRE: Mediciones de Corriente Alterna


El alumno operará los instrumentos básicos de medición en circuitos eléctricos y aplicará sus lecturas en la solución de problemas.

No. TEMA

T E M A S

HORAS


T P EC 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Voltaje Corriente Potencias (aparente, real y reactiva). Factor de potencia Frecuencia

1.5 1.5 3.0 1.5 1.5

4.5 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5

1B, 3B

1B, 3B

1B, 3B

1B,3B

1B,3B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones utilizando diversos recursos didácticos. Consulta en diversos medios, como libros, revistas científicas, Internet etc., sobre los tipos de potencia eléctrica. Análisis de casos. Tareas y trabajos extra-clase Realización de prácticas en el laboratorio.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Las unidades III y IV se calificarán en el segundo examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase, prácticas realizadas, exposiciones.






No. UNIDAD: I V NOMBRE: Circuitos de Corriente Alterna


El alumno explicará el comportamiento de los circuitos de corriente alterna monofásicos en instalaciones domésticas, comerciales e industriales y resolverá problemas específicos.

No. TEMA

T E M A S

HORAS


T P EC 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Circuitos monofásicos. Repaso de números complejos. Circuitos resistivos. Circuitos inductivos. Circuitos capacitivos. Circuitos RLC. Factor de potencia. Resolución de problemas. Diagramas vectoriales.

1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0 3.0

10.5 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0 3.0

2B, 3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

2B,3B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones utilizando diversos recursos didácticos. Consulta en diversos medios, como libros, revistas científicas, Internet etc, sobre la aplicación de los circuitos eléctricos en los procesos automatizados. Análisis de casos. Tareas y trabajos extra-clase. Realización de prácticas en el laboratorio.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Las unidades III y IV se calificarán en el segundo examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase, prácticas realizadas, exposiciones.






No. UNIDAD: V NOMBRE: Circuitos Polifásicos


El alumno explicará el comportamiento de circuitos polifásicos en instalaciones comerciales e industriales. Resolverá problemas específicos.

No. TEMA

T E M A S

HORAS


T P EC 5.1 5.2 5.3 5.4

Circuitos en estrella (balanceados). Circuitos en delta (balanceados). Circuitos estrella-delta. Resolución de problemas.

4.5 4.5 4.5 6.0

9.0 4.5 4.5 4.5 6.0

2B, 3B

2B, 3B

2B, 3B

2B, 3B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones de la aplicación de las conexiones trifásicas en los procesos industriales. Análisis de casos típicos en los procesos industriales. Tareas y trabajos extra-clase. Realización de prácticas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Las unidades V y VI se calificarán en el tercer examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase, prácticas realizadas, exposiciones.






No. UNIDAD VI NOMBRE: Potencia de Corriente Alterna


El alumno explicará el comportamiento de circuitos de potencia de corriente alterna polifásicos, en instalaciones comerciales e industriales. Resolverá problemas específicos.

No. TEMA

T E M A S

HORAS


T P EC 6.1 6.2 6.3 6.4

Potencia en circuitos monofásicos. Potencia en circuitos trifásicos. Corrección del factor de potencia (de acuerdo con la norma). Resolución de problemas.

3.0 6.0 6.0 3.0

3.0 6.0 6.0 6.0

2B, 3B

2B, 3B

2B, 3B

2B, 3B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones de la aplicación de los circuitos polifásicos en los procesos industriales. Análisis de casos típicos en los procesos industriales. Tareas y trabajos extra-clase.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Las unidades V y VI se calificarán en el tercer examen departamental, considerando tareas y trabajos extra-clase, prácticas realizadas, exposiciones.






RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT. No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

LUGAR DE REALIZACIÓN

1 2 3 4

Generación de C.A. 1, 3. Mediciones de resistencia, tensión y corriente en circuitos serie y paralelo Mediciones de potencia monofásica en circuitos RLC. Mediciones en circuitos trifásicos Delta-Estrella

I

III

IV

V

3.0

4.5

10.5

9.0

Todas las prácticas se realizarán en el

Laboratorio de Eléctrica





ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos CLAVE: HOJA: 10 DE: 10

PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

1º

2º

3º

I, II y III

IV y V

VI y VII

Se aplicarán tres exámenes departamentales en el transcurso del semestre Se tomarán en cuenta participaciones como exposición del tema, problemario resuelto, reporte de prácticas, etc. Los exámenes departamentales se tomarán como el 60% de la calificación total, participaciones 10% y laboratorio 30%.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Mileaf Harry. Electricidad 1-7. Editorial LIMUSA, primera edición, 1983, 950 Pág., ISBN 968-18-0973-4 Edminister, Joseph A. Mahmood Nahvi.Circuitos Eléctricos .Editorial Mcgraw-hill, serie schaum, tercera edición, 2000, 575 Pág. ISBN 84-481-1061-7 Dawes Chester L. Tratado de electricidad 2. Corriente Alterna, Ediciones Gustavo Gili, S.A., cuarta edición, 1981, 735 Pág. ISBN 968-6085-09-2 David E. Jonson, John L. Hilburn Johnny R. Jonson Análisis básico de circuitos eléctricos. Editorial Prentice Hall, cuarta edición, 1991, 730 Pág. .ISBN 968-880-229-8 R. Paul.S. A. Nasar. L. E. Unnewehr .Introducción a la ingeniería eléctrica vol I, análisis de circuitos. Editorial Mcgraw-hill, primera edición, 1991, 270 Pág. ISBN 968-422-568-X Alois Koller. Leyes de Kirchhoff. ep, Enseñanza Programada número 1. Editorial Marcombo/Siemens, 1990, 60 Pág. ISNB 84-267-0586-3 Alois Koller El circuito eléctrico ep, Enseñanza Programada número 3 Editorial Marcombo/Siemens, 1990, 62 Pág. ISNB 84-267-0585-5 Johannes G. Lang. Leyes de Kirchhoff ep, Enseñanza Programada número 4 Editorial Marcombo/Siemens, 1990, 67 Pág. ISNB 84-267-0588-X Johannes G. Lang. Corriente, tensión, resistencia. ep, Enseñanza Programada número 5. Editorial MARCOMBO/SIEMENS, 1990, 71 Pág. ISNB 84-267-0584-7 Alois Koller Trabajo, potencia, rendimiento. ep, Enseñanza Programada número 6. Editorial Marcombo/Siemens, 1990, 64 Pág. ISNB 84-267-0587-1 Heinz Rieger El circuito de corriente alterna. ep, Enseñanza Programada número 29 Editorial Marcombo/Siemens, 1990, 75 Pág.





1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Azcapotzalco

CARRERA: Ingeniería en Robótica Industrial SEMESTRE Tercero

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Eléctrica – Electrónica e Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Preferentemente Ingeniero Electricista

2. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA: El alumno resolverá problemas que impliquen el comportamiento de los circuitos básicos y de potencia eléctrica de corriente alterna y operará los instrumentos de mediciones eléctricas de acuerdo con las normas y especificaciones correspondientes. 3. PERFIL DOCENTE: Egresado preferentemente de las carreras de: Telecomunicaciones y Electrónica, Eléctrica, Robótica Industrial.

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Conocimientos de sistemas digitales y analógicos. Conocimientos de electrónica y de electricidad. Técnicas de enseñanza sobre aprendizaje significativo

Es recomendable que tanga dos años en la industria en el área de mantenimiento ó control.

Dinamismo Iniciativa Facilidad de palabra

Ética Tolerancia Honestidad Disciplina Amabilidad Deseo de superación

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

ING. JUAN D. ANDRADE BAIGEN ING. ADOLFO LÓPEZ CARBALLO

PRESIDENTES DE ACADEMIA

M. en C. RICARDO CORTEZ OLIVERA M. en C. ALBERTO PAZ GUTIÉRREZ

SUBDIRECTORES ACADÉMICOS

M. en C. JOSÉ ANTONIO GONZÁLEZ VERGARA

ING. FERMÍN VALENCIA FIGUEROA DIRECTORES

FECHA: Marzo del 2004.

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