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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.



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: 3.0 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 1.5 HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 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



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.




No. UNIDAD I 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.

HORAS No.

TEMA

TEMAS T P EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

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

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.

1.5 1.5 1.5

1.5

1.5 1.5 1.5 1.5

6.0

18

1B,2B,3B,4B,5B

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.




No. UNIDAD II 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

T E M A S

T

P

EC


2.1

2.2

2.3

Elementos generales tipo serie.

Elementos generales tipo paralelo.

Ejemplos.

1.5

1.5

1.5

3.0

1B,2B,3B,4B,5B

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.




No. UNIDAD III NOMBRE: Leyes de Kirchhoff, estructura combinatoria de una red, ecuaciones integro-diferenciales de una red. .


El alumno explicará los conceptos topológicos y las leyes de Kirchhoff en circuitos eléctricos estableciendo el sistema de ecuaciones integro-diferenciales.

HORAS No. TEMA

T E M A S

T P EC


3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

Concepto de circuito eléctrico. Estructura combinatoria de una red. Leyes de Kirchhoff. Sistema de ecuaciones integro-diferenciales de una red. Problemas.

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

13.5

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.




No. UNIDAD IV NOMBRE: Correspondencia entre Senoides y Números Complejos.


El alumno utilizará la correspondencia entre senoides y números complejos con el objetivo de trabajar con ecuaciones algebraicas en lugar de ecuaciones integrales.

HORAS No.

TEMA T E M A S T P EC


4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

Números complejos. Funciones senoidales. Valores medio y eficaz de una función senoidal. Correspondencia entre senoides y números complejos. Ejemplos. .

1.5

1.5 1.5

1.5

6.0

7.5

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.




No. UNIDAD V NOMBRE: Ecuaciones transformadas en números complejos de redes tipo serie y tipo paralelo.


El alumno demostrará las ecuaciones con números complejos de diferentes redes tipo serie y tipo paralelo.

HORAS

No. TEMA

T E M A S T

P

EC


5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

Ecuaciones transformadas de una red general tipo serie. Concepto de impedancia. Reducción serie paralelo. Ecuaciones transformadas de una red general tipo paralelo. Concepto de admitancia. Reducción serie paralelo.

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

1.5

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




No. UNIDAD VI NOMBRE: Redes de corriente directa.


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

T E M A S T

P

EC


6.1

6.2

Ecuaciones de una red de corriente directa. Comportamiento de capacitores y bobinas en corriente directa. . .

1.5

1.5

1.5

4.5

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.




No. UNIDAD VII NOMBRE: El método de Mallas.


El alumno calculará corriente y voltaje de redes de corriente alterna aplicando el método de mallas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S T

P

EC


7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

Concepto de corrientes circulantes. Ecuaciones de mallas. Reglas para calcular las impedancias de mallas. Aplicaciones del método de mallas. El divisor de voltaje. .

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

4.5

12

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.




No. UNIDAD VIII NOMBRE: El método de Nodos.


El alumno calculará voltajes y corrientes de redes de corriente alterna aplicando el método de nodos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S T

P

EC


8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

Concepto de potencial de nodo. Ecuaciones de nodos. Reglas para calcular las admitancias de nodos. Aplicación del método de nodos. El divisor de corriente.

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

3.0

12

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.




RELACIÓN DE PRÁCTICAS

N° de

Practica

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

RELACIÓN DE UNIDADES

TEMÁTICAS

HORAS DE

PRÁCTICA

LUGAR DE

REALIZACIÓN

1.

2.

3.

4. 5. 6.

7.

8.

9.

Introducción al Software necesario para el análisis de circuitos. Conocimiento del tablero de experimentación del laboratorio y medidas de seguridad. Medición de voltajes de CA y CD con multímetros. Generador de funciones y osciloscopio. Elementos básicos pasivos R, C, L. Acoplamientos mágneticos. Redes de corriente directa. Elementos generales serie RL, RC y RLC en el estado senoidal. Elementos generales paralelo RL, RC y RLC en el estado senoidal.

I

I, II

I, III, VI, VII

I, V

I, II, V

I, II, V

I, II, III, V, VI, VII

III, IV, VI

III, IV, VII

6.0

1.5

3.0

6.0

1.5

1.5

1.5

4.5

1.5

Todas las prácticas se

realizan en el Laboratorio de Microprocesadores

(Las prácticas de la 5 a la 9 se efectuarán con instrumentos y simuladas en equipo de cómputo).




PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

1

2

3

I,II,III

IV, V ,VI

VII, VIII

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 2

3

4 5 6 7 8

X

X

X

X

X

X

X

X

Bustamante, Llaca E., Modern Analysis Alternating Current Networks, Volumen I, Editorial Limusa Wiley, S. A. México, D. F., Primera reimpresión 1967, 318 páginas. Jiménez, Garza Ramos F., Problemas de Teoría de 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. Willam, Cooper D., Instrumentación Electrónica y Mediciones, Editorial Prentice Hall, Hispanoamérica, México, D. F., 1987, 501 páginas. Boylestad, Robert L., Análisis Introductorio de Circuitos, Editorial Prentice Hall, Editorial Trillas, México, D. F., 1995, 720 páginas. Cheng, David K., Analisys of Linear Systems, Editorial Adisson Wesley Publishing Co., 1959, 431 páginas. Skilling, Hugh H., Circuitos de Ingeniería Eléctrica, Editorial CECSA, México, D. F., 846 páginas.



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. SEMESTRE: Tercero

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

ACADEMIA: Circuitos Eléctricos. 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 ACTITUDES

De matemáticas aplicadas a la Ingeniería. Física Química Propios de la asignatura.

Haber impartido clases. Formación pedagógica.

Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento). Capacidad de análisis y síntesis. Motivación al alumno. Manejo de materiales didácticos. Creatividad.

Tener vocación por la docencia. Honestidad, tolerancia y ética. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto (buena relación maestro-alumno). Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

______________________ ______________________ ___________________________ PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE LAS UNIDADES Ing. Andrés Carmona Blando M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Fermín Valencia Figueroa Ing. Adrián Pantle Abrís Ing. Guillermo Santillán Guevara Dr. Alberto Cornejo Lizarralde Ing. José Loaiza Brito

FECHA: Marzo de 2004

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