Guía docente de la asignatura Análisis de Circuitos

Guía docente de la asignatura Análisis de
Circuitos
Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica
Curso 2010 - 2011
Guía Docente
1. Datos de la asignatura
Nombre
Análisis de Circuitos
Materia
Tecnología Eléctrica
Módulo
Materias comunes a la rama Industrial
Código
Titulación/es
Plan de estudios
Centro
Tipo
Periodo lectivo
Idioma
ECTS
6
506101009
Grado en Ingeniería Eléctrica
2009
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Obligatoria
Curso
Cuatrimestral
1º
Español
Horas / ECTS
Horario clases teoría
30
Carga total de trabajo (horas)
Martes: 09:00 – 11:00h
Miércoles: 09:00 – 11:00h
Horario clases prácticas
Aula
Lugar
2. Datos del profesorado
Profesor responsable
María Josefa Martínez Lorente
Departamento
Ingeniería Eléctrica
Área de conocimiento
Teoría de Circuitos
Ubicación del despacho
Teléfono
Correo electrónico
1º Planta Hospital de Marina
968-325483
Fax
Mariajosé.martinez @ upct.es
URL / WEB
Horario de atención / Tutorías
Martes y Miércoles de 11:00 – 14:00h
Ubicación durante las tutorías
Ubicación indicada anteriormente
180
3. Descripción de la asignatura
3.1. Presentación
La asignatura de Análisis de Circuitos pretende:
Conseguir la comprensión de los conceptos y las ideas basándose en lo anteriormente
aprendido. En Análisis de Circuitos el objetivo es ayudar a los alumnos a reconocer la forma
en que los nuevos conceptos encajan con los anteriormente aprendidos.
Hacer relacionar la comprensión conceptual y las técnicas de resolución de problemas. El
objetivo de este curso sigue siendo desarrollar la capacidad para resolver problemas. Con
este fin, utilizamos ejemplos y problemas de evaluación con los que se ilustran las técnicas
de resolución de problemas y que da la oportunidad a los alumnos de practicar lo aprendido
hasta ahora.
Proporcionar a los alumnos una base relativa a la práctica de la Ingeniería.
3.2. Ubicación en el plan de estudios
La asignatura de Análisis de Circuitos se estudia en el primer curso y es de carácter
cuatrimestral, en concreto se encuentra en el segundo cuatrimestre.
3.3. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional
Resulta complicado en un curso de Análisis de Circuitos presentar a los alumnos
experiencias de ingeniería del mundo real. Por este motivo he realizado problemas y
ejercicios, así como un grupo de prácticas de laboratorio y de informática, que utilicen
valores realistas que presenten situaciones físicas.
He incluido gran número de problemas diversos y ejercicios de evaluación con la finalidad
de crear el máximo de interés por parte de los alumnos hacia la ingeniería.
Estos problemas requieren el tipo de conocimiento que se espera del futuro ingeniero a la
hora de afrontar un problema real.
3.4. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones
Es necesario conocimientos previos de otras asignaturas como Física y Matemáticas.
3.5. Medidas especiales previstas
Para aquellos alumnos que tienen que simultanear los estudios de ingeniería con el trabajo,
el seguimiento del aprendizaje se podrá programa mediante tutorías.
4. Competencias
4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios)
Conocimiento y utilización de los principios de Teoría de Circuitos Máquinas.
4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios)
Competencias Instrumentales:
T1.1 Capacidad de análisis y síntesis.
T1.2 Capacidad de organización y planificación.
T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia.
T1.5 Habilidades básicas computacionales.
T1.6 Capacidad de gestión de la información.
T1.7 Resolución de problemas.
T1.8 Toma de decisiones.
Competencias Personales:
T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales.
Competencias Sistemáticas:
T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la prática.
T3.2 Capacidad para aprender.
T3.3 Adaptación a nuevas situaciones.
T3.4 Capacidad para generar nuevas ideas.
T3.7 Habilidad para realizar trabajo autónomo.
4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan
de estudios)
Competencias Específicas Disciplinares:
E1.2 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje
de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
E1.3 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el
ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial.
E2.1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la
ingeniería industrial que tenga por objeto, de acuerdo con los conocimientos específicos
adquiridos, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación,
instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones
energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y
procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales.
E2.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado
cumplimiento.
4.4. Resultados esperados del aprendizaje
En la asignatura de Análisis de Circuitos se ha dado gran importancia a las leyes
fundamentales, a los teoremas y a las técnicas para la resolución de circuitos eléctricos.
En definitiva se trata de que los alumnos:
(1) Practiquen las diferentes técnicas analíticas explicadas en los temas.
(2) Mostrar a los alumnos que las técnicas analíticas son herramientas y no objetivos en
sí mismos.
(3) Permitir a los alumnos escoger el método analítico más adecuado para resolver
problemas.
(4) Usar los resultados de una solución para averiguar otro tipo de información acerca
de la resolución de un circuito.
(5) Animar a los alumnos a comprobar las soluciones, utilizando otro método
alternativo verificando así el resultado del problema.
5. Contenidos
5.1. Contenidos (según el plan de estudios)
Elementos de los circuitos y sistemas eléctricos: generadores, cargas eléctricas y
transformadores.
Métodos y herramientas de análisis de circuitos.
Circuitos en régimen estacionario sinusoidal.
Circuitos trifásicos: conceptos fundamentales, equivalentes monofásicos y potencia
eléctrica.
Análisis de circuitos en el tiempo: circuitos elementales de primer orden y segundo orden.
5.2. Programa de teoría
Tema I: Corriente y voltaje. Aislantes, conductores y semiconductores.
Tema II: Circuitos eléctricos. Elementos de un circuito.
Tema III: Teoremas fundamentales en el análisis de circuitos.
Tema IV: Introducción al sistema sinusoidal. Concepto de favor.
Tema V: Análisis de circuitos en régimen permanente sinusoidal.
Tema VI: Potencia en régimen permanente sinusoidal.
Tema VII: Resolución de problemas de circuitos por medio del álgebra compleja.
Tema VIII: Régimen transitorio en circuitos de corriente continua y corriente alterna.
Tema IX: Sistema trifásico.
Tema X: Potencia y medición en un sistema trifásico.
Tema XI: Introducción a los fenómenos magnéticos.
Tema XII: Transformadores.
Tema XIII: Acoplamiento magnético.
5.3. Programa de prácticas
Prácticas de laboratorio:
Práctica – 1 Ley de Ohm. Circuito serie y paralelo.
Práctica – 2 Resistencia interna. Máxima transferencia de potencia.
Práctica - 3 Leyes de Kirchhoff.
Práctica – 4 Análisis Nodal de circuitos.
Práctica – 5 Teorema de Superposición.
Práctica – 6 Teoremas de Thévenin y Norton.
Práctica – 7 Circuito serie y paralelo R – L – C.
Práctica – 8 Medida de potencia activa, reactiva y aparente.
Práctica – 9 Medida de tensiones e intensidades en circuitos trifásicos.
Práctica – 10 Medida de potencia en sistemas trifásicos.
Práctica de informática:
Práctica – 1 Simulación de circuitos por ordenador.
5.4. Programa resumido en inglés (opcional)
5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)
Los contenidos de la asignatura de Análisis de Circuitos se analizan por temas:
Los tres primeros temas presentan el material básico para el análisis de circuitos resistivos
en serie, paralelo y serie-paralelo. Se incluyen conceptos de: aislantes, conductores y
semiconductores; divisores de tensión e intensidad; Potencia calorífica y pérdidas de
energía; máxima transferencia de potencia; técnicas para determinar la diferencia de
potencial entre dos puntos de una red; fallas en circuitos eléctricos como: interrupciones y
cortocircuitos. También se estudia las características asociadas a la capacidad e inductancia,
y sus ecuaciones fundamentales de tensión, corriente, potencia y energía.
En los temas IV, V, VI y VII se introduce al sistema sinusoidal bajo el dominio del tiempo y la
frecuencia en régimen permanente, desarrollándose todo tipo de problemas relacionados
con ambos dominios. Se estudia el desarrollo de las relaciones de potencia instantánea,
promedio o activa, reactiva y aparente, así como el factor de potencia y la corrección del
factor de potencia.
En el tema VIII se presenta el método práctico para el estudio de fenómenos transitorios.
Los tema IX y X están dedicados al sistema trifásico. Incluye procedimientos para calcular las
corrientes de línea en las diferentes combinaciones de cargas trifásicas ( equilibradas y
desquilibradas ), así como el estudio del equivalente monofásico. Se estudia además los
diferentes métodos de medición de las potencias activas y reactivas en sistemas trifásicos
equilibrados y desequilibrados, así como la mejora del factor de potencia.
En los temas XI, XII y XIII están dedicados a circuitos acoplados y transformadores. Presenta
el procedimiento para determinar la polaridad en bobinas multiacopladas utilizando las
ecuaciones de malla para incluir parámetros de acoplamiento.
6. Metodología docente
6.1. Actividades formativas
Actividad
Clase de teoría
Descripción de la
actividad
Clase de teoría explicativa,
analizando los temas a tratar
Trabajo del estudiante
ECTS
Presencial: Toma de apuntes en
clase.
3
No presencial:
Clase de problemas
Se resolverán ejercicios y
problemas tipo. Estudiando los
distintos métodos de
resolución.
Presencial: Resolución de ejercicios y
problemas por parte del profesor.
Planteamiento de dudas.
1.5
No presencial:
Clase de Prácticas.
Sesiones de
laboratorio y de
aula de informática.
Tutorías
individuales y de
grupo.
Las sesiones de prácticas de
laboratorio e informática son
imprescindibles para la
comprensión de contenidos
teóricos, adquiriendo habilidad
en medidas eléctricas.
Mediante las sesiones de aula
de informática se pretende que
los alumnos adquieran habilidad
básica en el manejo de
programas para medida de
circuitos.
Presencial: Montaje de circuitos
incluyendo aparatos de medida, para
posteriormente toma de lectura de
los mismos, que deberá de reflejarse
en el informe de prácticas.
0,5
No presencial: Elaboración del
informe de prácticas individual,
siguiendo los criterios de calidad
establecidos.
0,5
Las tutorías serán individuales o
en grupo, de esta manera se
pretende realizar un
seguimiento del aprendizaje
individualmente y/o por grupos.
Revisión de exámenes por
grupos o de forma individual.
Presencial: Planteamiento de dudas
en horario de tutorías
0,5
No presencial:
6
7. Evaluación
7.1. Técnicas de evaluación
Instrumentos
Prueba escrita
individual (80%)
Informes del
laboratorio
Realización / criterios
Cuestiones teóricas:
Entre 3 y 4 cuestiones de
teoría. Estas cuestiones se
orientan a: conceptos,
definiciones etc.
Problemas:
Entre 5 o 6 problemas de
media o larga extensión
Se evalúa la ejecución y el
trabajo individual y en
equipo, así como la
habilidad y destreza para
manejo de equipos de
medida y programas
informáticos.
Entrega de memoria de las
prácticas de laboratorio, así
como informe de cada una
de las prácticas.
Entrega del informe de la
sesión de informática.
Ponderación
20% para teoría.
60% para
problemas.
15% para
laboratorio.
5% para
informática
Competencias
genéricas
(4.2)evaluadas
T1.1, T1.3, T1.7, T1.8,
T3.1,T3.2
Resultados
(4.4) evaluados
(1), (2), (3)
T1.2, T1.3, T1.8,T2.1,
T2.2, T3.1, T3.2
(4), (5)
Para aprobar la asignatura de Análisis de Circuitos es necesario tener aprobadas las pruebas
indicadas anteriormente, es decir:
1.- Prueba escrita de problemas y teoría.
2.- Prácticas de laboratorio e informática realizadas, con la consiguiente entrega de informes de
ambas partes, así como haber aprobado el correspondiente examen de laboratorio.
La asignatura no se considerará aprobada hasta que las dos partes aquí indicadas no estén
aprobadas por separado.
7.2. Mecanismos de control y seguimiento
El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades:
● Cuestiones planteadas en clase de teoría y problemas.
● Tutorías individuales y grupales.
● Elaboración de listas de ejecución durante las sesiones de prácticas de laboratorio y
sesiones en el aula de informática.
Trabajo en grupo
Ejercicios propuestos
Prueba ejercicios
Prueba teoría
Trabajos e informes
Clases ejercicios
Resultados esperados del aprendizaje (4.4)
Clases de teoría
7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional)
8. Distribución de la carga de trabajo del alumno
ACTIVIDADES PRESENCIALES
T1
2
T2
3
TOTAL
HORAS
2
3
3
5
5
4
2
6
11
4
2
6
11
5
2
7
17
4
2
6
12
3
2
5
10
4
2
6
16
3
T3
3
1
1
5
4
T4
2
1
1
4
5
T5
3
2
1
6
6
T6
3
1
1
5
7
T7
2
1
1
4
8
Parcial 1º
6
6
6
6
5
5
5
9
T8
3
1
1
5
10
T9
4
2
1
7
11
T10
2
1
1
12
T11
2
13
T12
3
1
14
T13
2
1
15
Parcial 2º
5
5
5
Periodo de exámenes
8
8
8
18
42
1
1
1
1
4
2
6
11
5
2
7
20
4
4
2
6
10
4
5
2
7
11
5
4
2
6
11
5
2
7
17
4
6
6
6
6
Otros
TOTAL HORAS
34
13
11
2
60
24
54
24
78
180
ENTREGABLES
TOTAL NO PRESENCIALES
Trabajos / informes en grupo
Trabajos / informes individuales
Estudio
TOTAL NO CONVENCIONALES
Exposición de trabajos
Evaluación
Evaluación formativa
Visitas
Seminarios
Tutorías
Trabajo cooperativo
1
ACTIVIDADES NO
PRESENCIALES
No convencionales
TOTAL CONVENCIONALES
1
Aula informática
Laboratorio
1
2
Clases problemas
Semana
Temas o actividades
(visita, examen
parcial, etc.)
Clases teoría
Convencionales
9. Recursos y bibliografía
9.1. Bibliografía básica
- Apuntes tomados en clase de Análisis de Circuitos.
- Ejercicios y problemas resueltos en clase.
- Boletín de ejercicios y problemas a resolver por el alumno.
Manual de Prácticas de Laboratorio.
9.2. Bibliografía complementaria
- Circuitos eléctricos. Introducción al análisis y diseño. Dorf. Alfaomega..
- Análisis Básico de Circuitos en Ingeniería. Irwin. Limusa Wiley, Sexta Edición.
- Circuitos eléctricos para la Ingeniería. Antonio J. Conejo Navarro. McGrw-Hill.
- Circuitos eléctricos. Joseph A. Edminister. MacGwa-Hill. Tercera Edición.
Análisis introductoria de circuitos. Robert L. Boylestad. Pearson Education, Octava Edición.
9.3. Recursos en red y otros recursos