PROGRAMA DE CIRCUTOS ELECTRICOS 1
Enviado por ervysad • 25 de Febrero de 2017 • Documentos de Investigación • 1.013 Palabras (5 Páginas) • 96 Visitas
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería -Bogotá
PROGRAMA DE CIRCUTOS ELECTRICOS 1
Docente: Francisco Javier Amórtegui Gil CE: fjamorteguig@unal.edu.co
Objetivo: El curso pretende ser un espacio de discusión y estudio entre los estudiantes y entre estos y el profesor sobre temas de circuitos eléctricos básicos (tensión continua y alterna, estado estacionario y transitorio de primer orden), enfatizando en los conceptos fundamentales y las aproximaciones que se hacen a estas para trabajar los circuitos eléctricos.
Justificación: Los circuitos eléctricos, su evaluación y análisis, son una herramienta fundamental de ingenieros electricistas, electrónicos, electromecánicos y mecatrónicos pues les permite prever el comportamiento de instalaciones eléctricas y electrónicas y el de componentes pasivos y activos y por lo tanto su diseño, optimización y operación desde antes de ser construidos. Por la importancia del tema para las carreras, se considera que el manejo de la teoría de circuitos eléctricos es lo que diferencia a los ingenieros de estas especialidades de otros profesionales.
Metodología de desarrollo del curso: Luego de la exposición de los conceptos básicos y sus relaciones con base en las leyes de la física más conocidas por los estudiantes (leyes de Newton, Coulomb, Watt, Ohm, Joule y Kirchhoff), se harán aplicaciones de las mismas en trabajos básicos desarrollados en clase y trabajos más elaborados realizados fuera de clase, se hará análisis de circuitos en la medida que se vayan tratando las técnicas de solución de circuitos.
Contenido:
Conceptos básicos de la física aplicados a los circuitos: Masa, carga, ley de Coulomb y de gravitación universal, Potencia y energía, circuitos hidráulicos y eléctricos, leyes de continuidad y conservación, leyes de Kirchhoff.
Conceptos de circuitos: Tensión, corriente, potencia y resistencia y capacidad, elementos de los circuitos eléctricos (fuentes de tensión y corriente independientes), linealidad, comportamiento no lineal, resistencia equivalente en circuitos básicos,
Métodos de solución y análisis de circuitos: Mallas y nodos, equivalentes Thevenin y Norton, linealidad y superposición, teorema de máxima transferencia de potencia, métodos numéricos y uso del simulador digital. Fuentes dependientes
Amplificadores Operacionales: Elemento real e ideal, aplicaciones como amplificadores, sumadores y restadores. Equivalente Thevenin de salida.
Elementos almacenadores de energía: Condensadores y Bobinas, combinaciones serie y paralelo, Circuitos RL y RC, relaciones diferenciales de tensión y corriente, potencia y energía en elementos R, L y C, Circuitos sin fuentes y condiciones iniciales de circuitos con fuentes DC y variables con el tiempo, simulación de circuitos en el tiempo de circuitos RL, RC y RLC.
Circuitos con fuentes variables en el tiempo: Fuentes de corriente y tensión periódicas, potencia instantánea y media, valores eficaces de tensión y corriente, circuitos R, RL, RLC con fuentes senoidales.
Análisis fasorial de circuitos eléctricos: Fuentes senoidales y circuitos en estado estacionario y su representación fasorial, potencia activa, reactiva y aparente. Potencia compleja. Métodos de solución de circuitos de corriente alterna en estado estacionario.
Evaluación del desempeño: La evaluación del desempeño de los estudiantes en los temas desarrollados en el curso será permanente, en cada ejercicio en clase y actividad fuera de clase y con base en ella se enfatizará o reforzarán los temas que se encuentren más débiles.
Calificaciones: Para la calificación final del desempeño de los estudiantes en el curso y de acuerdo con las reglamentaciones de la Universidad Nacional de Colombia, se realizarán cuatro exámenes parciales, un examen final y se tendrá en cuenta la entrega de tareas y el resultado de ejercicios en clase. Los porcentajes a tener en cuenta son:
- Cuatro exámenes parciales: 45%;
- Un examen final: 30%;
- Tareas y ejercicios en clase: 25%
Bibliografía
- Franco Sergio, Electric circuits fundamentals, Oxford University Press KTdra
- Nilsson, J. W. et al. Introduction a PSPICE Addison Wesley Iberoamericana., 1994
- Hayt Jr, William; Kermerly, Jack, Durban, S; Análisis de circuitos en Ingeniería. Mc Graw Hill. 7 Edición 2007.
- Alexander, Charles K.; Sadiku, Mathew N.O., Fundamentos de circuitos Eléctricos, 5° Edición, editorial McGraw-Hill
- Dorf, Richard; Svoboda, James. "Circuitos eléctricos: Introducción al análisis y diseño", Alfaomega , 6° Edici6n. 2007
- Báez L., David. Análisis de circuitos con Cadence SPICE. México 2002.
Programa Calendario
Sem | Tema | Actividades |
1 | Conceptos generales de potencia y energía, mecánica y eléctrica. Circuitos eléctricos como análogos de los circuitos hidráulicos: Elementos de circuito. | Evaluación de la corriente, potencia y energía en el hogar por el análisis de cada uno de los componentes. |
2 | Leyes de los circuitos; Comportamiento lineal y no lineal de componentes de circuitos. Unidades de medida. | Taller de evaluación de sistemas no lineales. Solución gráfica. |
3 | Leyes de Kirchhoff, aplicaciones a la solución de circuitos | Realizar balance de potencia de circuitos eléctricos. |
4 | Métodos de Nodos y de Mallas para la solución de circuitos eléctricos. Divisores de tensión y de corriente. Circuitos en serie y en paralelo, | Primer examen parcial Trabajo sobre medición de tensión y corriente Transformación Estrella-Triangulo resistivos. |
5 | Circuitos equivalentes Thevenin y Norton. Linealidad y superposición | Evaluación de la eficiencia y de la corriente de cortocircuito en una instalación |
6 | Transformación de fuentes. Teorema de máxima transferencia de potencia. | Trabajo corto sobre arco eléctrico |
7 | Tratamiento de Fuentes de tensión y corriente dependientes en circuitos eléctricos. | Trabajo escrito sobre la curva de operación de: diodo, transistor BJT y UJT, FET e IGBT. |
8 | Amplificadores operacionales. Resistencia de entrada y de salida. | Sumadores, restadores, equivalente Thevenin de la salida. |
9 | Elementos acumuladores de energía: Bobinas y condensadores. Circuitos RL y RC con fuentes, condiciones iniciales, respuesta estacionaria. | Segundo Examen Parcial Simulación en el tiempo de circuitos RL, RC y RLC. |
10 | Circuitos RL y RC sin fuentes. Carga y corriente atrapada en circuitos de condensadores y bobinas. | Diseñar y construir un circuito con fuentes de corriente alterna y continua donde puedan “VER” el teorema de superposición. |
11 | Fuentes variables con el tiempo: Corrientes y tensiones alternas. Valor eficaz y medio de Tensión, corriente y potencia. | Tercer Examen parcial Solución gráfica de sistemas con fuentes variables en el tiempo. |
12 | Nodos, mallas, superposición, Equivalente Thevenin y Norton, utilizando fasores (Respuesta estacionaria de circuitos en función de la frecuencia) | Ejercicios de corrección del factor de potencia. Presentar el proyecto de superposición. |
13 | Potencia compleja y balance potencia en sistemas de corriente alterna. | Ejercicios de balance de potencia activa y reactiva. |
14 | Amplificadores operacionales: integradores y derivadores. | Simulación de amplificadores operacionales con condensadores y bobinas. |
15 | Circuitos RLC, comportamiento en el tiempo | Cuarto Examen parcial Simulación de circuitos RLC |
16 | Repaso general | Examen Final |
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