INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Computación, Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. SEMESTRE: Tercero OBJETIVO GENERAL: El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Elementos básicos que intervienen en circuitos eléctricos. II. Elementos generales tipo serie y tipo paralelo. III. Leyes de Kirchhoff, estructura combinatoria de una red, ecuaciones integro-diferenciales de una red. IV. Correspondencia entre senoides y números complejos. V. Ecuaciones transformadas en números complejos de redes tipo serie y tipo paralelo. VI. Redes de corriente directa. VII. El método de mallas. VIII. El método de nodos. METODOLOGÍA: Investigación de conceptos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Uso de recursos audiovisuales. Realización de tareas y trabajos extra clase. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se aplicarán tres exámenes departamentales Participación en actividades individuales y de equipo. Prácticas de laboratorio Tareas y trabajos extra clase BIBLIOGRAFÍA: Bustamante, Llaca E., Modern Analysis of Alternating Current Networks, Volumen I y II Editorial Limusa Wiley, S. A. México, D. F., Priemera reimpresión 1967, 318 páginas.Jiménez, Garza Ramos F., Problemas de Teoría de los Circuitos, Volumen I, Editorial Limusa. México, D. F., 1996, 288 páginas. Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE - ESIME - Zacatenco, México, D. F., 2001, 167 páginas. Benítez Serrano I., Problemas de Circuitos Eléctricos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE – ESIME – Zacatenco, México, D. F., 2001, 171 páginas. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Computación e Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de Comunicaciones y Electrónica DEPARTAMENTO: Ingeniería en Computación. ASIGNATURA: Circuitos de CA y CD. SEMESTRE: Tercero CLAVE: CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto 2004. TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica. MODALIDAD: Escolarizada. TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 3.0 1.5 HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 54 27 HORAS/TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Comunicaciones y Electrónica de la Unidad Culhuacan y Academias de Circuitos Eléctricos Unidades Culhuacan y Zacatenco.. REVISADO POR: Subdirecciones académicas unidades Culhuacan y Zacatenco. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Culhuacan Ing. Fermín Valencia Figueroa y ESIME Zacatenco Dr. Alberto Cornejo Lizarralde AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 2 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Esta asignatura es importante por que proporciona los conocimientos básicos de teoría y práctica del análisis de circuitos que son esenciales para poder abordar las demás asignaturas de la carrera; pues sin esta asignatura no sería posible impartir las materias correspondientes de las opciones electrónica, comunicaciones, control, acústica y computación, por esta razón esta asignatura cae dentro la clasificación de Ciencias de la Ingeniería que hace CACEI. Para poder impartir esta asignatura es necesario que el alumno tenga conocimientos sólidos de: Álgebra, Cálculo Diferencial e Integral, y Electricidad y Magnetismo, su asignatura consecuente es la materia de Electrónica Analógica que se imparte en el cuarto semestres. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: No. UNIDAD I HOJA: 3 DE 12 NOMBRE: Elementos básicos que intervienen en circuitos . Eléctricos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno definirá el comportamiento de los elementos básicos que intervienen en circuitos eléctricos y justificará las relaciones entre voltaje y corriente en estos elementos. No. TEMA 1.1 1.2 1.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.5 1.6 1.7 1.8 HORAS TEMAS Elementos pasivos y activos. Resistor. Capacitor. Inductor. Sistemas de bobinas acopladas magnéticamente. Coeficiente de acoplamiento magnético. Marcas de polaridad. Fuente de voltaje. Fuente de corriente. Potencia instantánea. Ejemplos. CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 1.5 1.5 1.5 6.0 18 1B,2B,3B,4B,5B 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica. Investigación de conceptos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Uso de recursos audiovisuales. Realización de tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades I, II, y III serán evaluados en el primer examen departamental junto con el reporte de la práctica 1, 2 y 3. Participación en clase, tareas, así como la exposición de información recabada por alumnos en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD II CLAVE: HOJA: 4 DE 12 NOMBRE: Elementos generales tipo serie y tipo paralelo. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno enunciará las características y comportamiento de elementos en serie y en paralelo e identificará ambas conexiones estableciendo las ecuaciones de cada tipo de conexión. HORAS No. TEMA TEMAS 2.1 Elementos generales tipo serie. 2.2 Elementos generales tipo paralelo. 2.3 Ejemplos. T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.5 1.5 3.0 1B,2B,3B,4B,5B 1.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica. Investigación de conceptos por parte del alumno. Exposición de temas específicos por parte del alumno. Formación de grupos para la solución de ejercicios coordinados por el profesor. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades I, II, y III serán evaluados en el primer examen departamental junto con el reporte de la práctica 1, 2 y 3. Participación en clase, tareas, así como la exposición de información recabada por alumnos en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD III CLAVE: HOJA: 5 DE 12 NOMBRE: Leyes de Kirchhoff, estructura combinatoria de una red, ecuaciones integro-diferenciales de una red. . OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará los conceptos topológicos y las leyes de Kirchhoff en circuitos eléctricos estableciendo el sistema de ecuaciones integro-diferenciales. HORAS No. TEMA TEMAS T P EC 3.0 13.5 3.1 Concepto de circuito eléctrico. 1.5 3.2 Estructura combinatoria de una red. 1.5 3.3 Leyes de Kirchhoff. 1.5 3.4 Sistema de ecuaciones integro-diferenciales de una red. 1.5 3.5 Problemas. 1.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1B,2B,3B,4B,5B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica. Exposición de temas específicos por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad será evaluado en el primer examen departamental que constará de las unidades I, II y III, junto con las prácticas 1, 2 y 3 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD IV CLAVE: HOJA: 6 DE 12 NOMBRE: Correspondencia entre Senoides y Números Complejos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno utilizará la correspondencia entre senoides y números complejos con el objetivo de trabajar con ecuaciones algebraicas en lugar de ecuaciones integrales. No. TEMA HORAS TEMAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 1.5 6.0 7.5 4.1 Números complejos. 4.2 Funciones senoidales. 4.3 Valores medio y eficaz de una función senoidal. 1.5 4.4 Correspondencia entre senoides y números complejos. 1.5 4.5 Ejemplos. 1.5 1B,2B,3B,4B,5B . ESTRATEGIA DIDÁCTICA Evaluación diagnóstica en matemáticas referidas a números complejos. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD V CLAVE: HOJA: 7 DE 12 NOMBRE: Ecuaciones transformadas en números complejos de redes tipo serie y tipo paralelo. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno demostrará las ecuaciones con números complejos de diferentes redes tipo serie y tipo paralelo. HORAS No. TEMA TEMAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P 1.5 5.1 Ecuaciones transformadas de una red general tipo serie. 1.5 5.2 Concepto de impedancia. 1.5 5.3 Reducción serie paralelo. 5.4 Ecuaciones transformadas de una red general tipo paralelo. 1.5 5.5 Concepto de admitancia. 1.5 5.6 Reducción serie paralelo. 1.5 EC 10.5 1B,2B,3B,4B,5B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD VI CLAVE: HOJA: 8 DE 12 NOMBRE: Redes de corriente directa. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno resolverá las ecuaciones de una red de corriente directa, considerando el comportamiento de resistores, capacitores y bobinas en este tipo de redes. HORAS No. TEMA TEMAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 1.5 4.5 6.1 Ecuaciones de una red de corriente directa. 1.5 6.2 Comportamiento de capacitores y bobinas en corriente directa. 1.5 1B,2B,3B,4B,5B . . ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades IV, V y VI será evaluados en el segundo examen departamental, junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD VII CLAVE: HOJA: 9 DE 12 NOMBRE: El método de Mallas. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará corriente y voltaje de redes de corriente alterna aplicando el método de mallas. HORAS No. TEMA TEMAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 4.5 12 7.1 Concepto de corrientes circulantes. 1.5 7.2 Ecuaciones de mallas. 1.5 7.3 Reglas para calcular las impedancias de mallas. 1.5 7.4 Aplicaciones del método de mallas. 1.5 7.5 El divisor de voltaje. 1.5 1B,2B,3B,4B,5B . ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposición por parte del profesor. Investigación por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades VII y VIII serán evaluados en el tercer examen departamental, junto con la práctica 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. No. UNIDAD VIII CLAVE: HOJA: 10 DE 12 NOMBRE: El método de Nodos. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará voltajes y corrientes de redes de corriente alterna aplicando el método de nodos. HORAS No. TEMA TEMAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 3.0 12 8.1 Concepto de potencial de nodo. 1.5 8.2 Ecuaciones de nodos. 1.5 8.3 Reglas para calcular las admitancias de nodos. 1.5 8.4 Aplicación del método de nodos. 1.5 8.5 El divisor de corriente. 1.5 1B,2B,3B,4B,5B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Investigación de conceptos por parte del alumno. Técnicas grupales para la solución de ejemplos. Formación de grupos para la discusión de resultados. Uso de recursos audiovisuales y con tecnología de punta. Tareas y trabajos extra clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de las unidades VII y VIII serán evaluados en el tercer examen departamental, junto con la práctica 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio. Participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. CLAVE: HOJA: 11 DE 12 RELACIÓN DE PRÁCTICAS N° de Practica NOMBRE DE LA PRÁCTICA 1. Introducción al Software necesario para el análisis de circuitos. 2. Conocimiento del tablero de experimentación del laboratorio y medidas de seguridad. 3. Medición de voltajes de CA y CD con multímetros. 4. Generador de funciones y osciloscopio. 5. RELACIÓN DE UNIDADES TEMÁTICAS HORAS DE PRÁCTICA I 6.0 LUGAR DE REALIZACIÓN Todas las prácticas se realizan en el Laboratorio de Microprocesadores 1.5 I, II I, III, VI, VII 3.0 I, V 6.0 Elementos básicos pasivos R, C, L. I, II, V 1.5 6. Acoplamientos mágneticos. I, II, V 1.5 7. Redes de corriente directa. I, II, III, V, VI, VII 1.5 8. Elementos generales serie RL, RC y RLC en el estado senoidal. III, IV, VI 4.5 9. Elementos generales paralelo RL, RC y RLC en el estado senoidal. III, IV, VII 1.5 (Las prácticas de la 5 a la 9 se efectuarán con instrumentos y simuladas en equipo de cómputo). INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. PERÍODO UNIDAD 1 I,II,III 2 IV, V ,VI 3 VII, VIII CLAVE: HOJA: 12 DE 12 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido del primer examen departamental constará de las unidades I, II y III (60%), ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 1, 2 y 3 realizadas en el laboratorio (30%). El contenido del segundo examen departamental constará de las unidades IV, V y VI (60%); ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 4, 5 y 6 realizadas en el laboratorio (30%). El contenido del tercer examen departamental constará de las unidades VII y VIII (60%); ejercicios en clase y extraclase (10%), junto con las prácticas 7, 8 y 9 realizadas en el laboratorio (30%). Además de la participación en clase y entrega de tareas, así como la exposición de temas de investigación en forma grupal o individual, que se tomarán en cuenta en cada uno de los tres periodos. La evaluación del curso es el promedio de las tres calificaciones anteriores siempre y cuando el alumno cumpla con los requisitos establecidos en el Reglamento de Estudios Escolarizados para los Niveles Medio Superior y Superior. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 X Bustamante, Llaca E., Modern Analysis Alternating Current Networks, Volumen I, Editorial Limusa Wiley, S. A. México, D. F., Primera reimpresión 1967, 318 páginas. 2 X Jiménez, Garza Ramos F., Problemas de Teoría de Circuitos, Volumen I, Editorial Limusa, México, D. F., 1996, 288 páginas. 3 X Benítez, Serrano I., Teoría de los Circuitos, Volumen. I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE-ESIME-Zacatenco, México, D. F., 2001, 167 páginas. 4 X Benítez, Serrano I., Problemas de Circuitos Eléctricos, Volumen I, Academia de Circuitos Eléctricos, ICE-ESIME-Zacatenco, México, D. F., 2001, 171 páginas. 5 X Willam, Cooper D., Instrumentación Electrónica y Mediciones, Editorial Prentice Hall, Hispanoamérica, México, D. F., 1987, 501 páginas. 6 X Boylestad, Robert L., Análisis Introductorio de Circuitos, Editorial Prentice Hall, Editorial Trillas, México, D. F., 1995, 720 páginas. 7 X Cheng, David K., Analisys of Linear Systems, Editorial Adisson Wesley Publishing Co., 1959, 431 páginas. 8 X Skilling, Hugh H., Circuitos de Ingeniería Eléctrica, Editorial CECSA, México, D. F., 846 páginas. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Computación e Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA ACADEMIA: Circuitos Eléctricos. SEMESTRE: Tercero C. SOC. y HUM. ASIGNATURA: Circuitos CA y CD. ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en ingeniería eléctrica, comunicaciones y electrónica y ramas afines. 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno analizará circuitos eléctricos en el estado permanente por medio de los métodos de Mallas y Nodos y comprobará los cálculos realizados con instrumentos básicos de medición. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES De matemáticas aplicadas Haber impartido clases. a la Ingeniería. Física Formación pedagógica. Química Propios de la asignatura. Dominio de la asignatura. Honestidad, tolerancia y ética. Comunicación (transmisión del conocimiento). Ejercicio de la crítica fundamentada. Capacidad de análisis y síntesis. Respeto (buena relación maestro-alumno). Motivación al alumno. Responsabilidad científica. Manejo de materiales didácticos. Espíritu de colaboración. REVISÓ ______________________ ______________________ PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS Ing. Andrés Carmona Blando Ing. Adrián Pantle Abrís Ing. José Loaiza Brito Tener vocación por la docencia. Manejo de grupos. Creatividad. ELABORÓ ACTITUDES M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Guillermo Santillán Guevara Superación docente y profesional. AUTORIZÓ ___________________________ DIRECTORES DE LAS UNIDADES Ing. Fermín Valencia Figueroa Dr. Alberto Cornejo Lizarralde FECHA: Marzo de 2004
