UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN … · circuitos eléctricos en la interpretación y...

UANL - FIME Circuitos Eléctricos

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IT-7-ACM-04-R03

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Circuitos Eléctricos Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 30/05/2010 Fecha de la última actualización: 28/06/2010 Responsables del diseño: M.C. Juan Rafael Cervantes Vega M.C. Noé Hortiales Pacheco

M.C. Jorge Luis Arizpe I.

Presentación:

Esta unidad de aprendizaje le permite al estudiante explicar el comportamiento de los elementos pasivos y los elementos activos de circuitos eléctricos en corriente directa y excitación transitoria, con el fin de demostrar su uso en el campo de las la ingeniería eléctrica.

Así mismo, en esta unidad de aprendizaje se capacita al estudiante para aplicar los conceptos adecuadamente y las técnicas de análisis de circuitos eléctricos en la interpretación y resolución de circuitos de corriente continua en diferentes configuraciones tales como circuitos lineales y redes eléctricas.


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Finalmente, ésta unidad de aprendizaje se desarrolla en un ambiente teórico-práctico permitiendo que el estudiante se adiestre en la instrumentación básica y especializada del campo de la electricidad.

Propósito:

En el desarrollo de esta unidad de aprendizaje se contribuye a la formación de egresados con valores como la responsabilidad, trabajo en

equipo y ética profesional. Así mismo contribuye a que el estudiante desarrolle características como: Poseer la habilidad de analizar las características de los elementos de los circuitos pasivos ¨R¨, ¨L¨, ¨C¨ y activos (fuente) en sistema lineal (fuentes independientes), con el fin de explicar su funcionamiento. Tener la capacidad de reconocer la síntesis de los métodos de análisis de circuitos eléctricos así como los teoremas asociados a los circuitos de corriente continua, con el fin de explicar su funcionamiento. Poseer habilidades y herramientas para el aprendizaje autónomo y pone en práctica una dinámica de superación constante. Practicar los valores y atributos que la Universidad promueve. Ser capaz de trabajar en equipo y desarrollar proyectos conjuntos.

Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad.

• Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.

• Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos.


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Competencias personales y de interacción social

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Aplicar los conceptos de las variables que intervienen en un problema de ingeniería eléctrica referente a circuitos de corriente directa documentando la información obtenida para presentar soluciones estructuradas, ordenadas y coherentes.


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Representación gráfica

Competencias de la Unidad de Aprendizaje

Instrumentales

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para

comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque

ecuménico

Aplicar las variables que intervienen en un problema

referente a circuitos de corriente directa

Seleccionar el método de simplificación adecuado mediante el

análisis realizado argumentando y fundamentando las conclusiones

Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su

transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de

vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad

Documentar la información obtenida para presentar

soluciones

Aplicar los conceptos de la teoría atómica a los circuitos eléctricos, así como las unidades

y sus definiciones, mediante el proceso eléctrico como un sistema de transportación

de energía en forma eficiente para la solución de algunos problemas

Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas

mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo

Realizar trabajo en forma individual y colaborativamente

Realizar en equipo un proyecto del tema asignado

Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio

de su profesión y la generación de conocimientos

Aplicar los conceptos de las variables que intervienen en un problema de ingeniería

eléctrica

Seleccionar el método de solución adecuado para la resolución de circuitos serie, paralelo y circuitos mixtos con una o más fuentes de

energía alimentadora

Personales y de Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás,

respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir

a construir una sociedad sostenible

IntegradorasResuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su

profesión para la adecuada toma de decisiones

Presentar soluciones estructuradas, ordenadas y

coherentes

Utilizar las diversas leyes eléctricas mediante sus características para la resolución de problemas de redes


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Unidad temática 1: Fundamentos de la electricidad. Competencias particulares: Aplicar los conceptos de la teoría atómica a los circuitos eléctricos, así como las unidades y sus definiciones, mediante el proceso eléctrico como un sistema de transportación de energía en forma eficiente para la solución de algunos problemas.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar los componentes de un circuito eléctrico mediante diagramas para la interpretación del mismo. Analizar los procesos eléctricos mediante los conceptos de la teoría atómica para la resolución de algunos problemas prácticos

Síntesis Síntesis Síntesis

Síntesis: � Presentación � Contenido � Análisis de la información � Aplicación � Resultados � Conclusión

Describir y comparar las diferentes formas de transmisión de energía. Realizando una síntesis de los 4 sistemas de transportación de energía estableciendo diferencias entres cada uno de ellos. Acentuar las características físicas y eléctricas de las partículas atómicas que participan en el proceso eléctrico. Mediante una pequeña síntesis enumerando todas las partículas atómicas. Determinar la importancia de éste fenómeno en la actividad electrónica de los átomos y en la formación de los materiales. Comprobando el comportamiento eléctrico de varios materiales a través de una síntesis.

Formas de transmisión de energía. Teoría atómica. Partículas atómicas Estabilidad atómica Bandas de energía El proceso eléctrico. La electricidad como el medio mas eficiente de transformación de energía.

Pizarrón, proyector, libros y revistas técnicas dentro del aula.


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Aplicar los conocimientos de la teoría atómica mediante el análisis de circuitos para resolver problemas prácticos.

Gráfico de Bandas Tabla de clasificación Reporte Síntesis

Gráfico de Bandas: � Presentación � Características � Contenido � Conclusiones � Tiempo de Entrega Tabla de clasificación � Presentación � Características � Contenido � Conclusiones � Tiempo de Entrega Reporte: � Presentación � Procedimiento � Información obtenida

para lograr el objetivo � Resultados � Conclusión

Síntesis: � Presentación � Contenido � Análisis de la

información � Aplicación � Resultados � Conclusión

Elaborar a escala aproximada las bandas de energía de un conductor aislante y semiconductor Mencionar 10 transductores indicando que energía reciben y entregan, definirá y diferenciará los tipos de transductores en general, definición del periodo transitorio del estado estable Realizar un reporte del funcionamiento energético de los transductores que intervienen en el proceso eléctrico. Elaborar una síntesis incluyendo las curvas características V-I de varios semiconductores indicados por el maestro, definición de campo eléctrico y campo magnético; establece similitudes y diferencias

Transductores Transductores eléctricos Clasificación de transductores eléctricos activos. Clasificación de los transductores eléctricos pasivos. Comportamiento energético de los transductores pasivos lineales. Energía y potencia eléctrica.



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Unidad temática 2: Introducción a los circuitos eléctricos. Competencias particulares: Utilizar las diversas leyes eléctricas mediante sus características para la resolución de problemas de redes.




Analizar circuitos eléctricos de corriente directa (cd), aplicando las técnicas que rigen su comportamiento para comprobarlas en el laboratorio eléctrico. Aplicar el conjunto de leyes mediante la solución práctica de circuitos eléctricos para resolver problemas reales de redes eléctricas.

Reporte Síntesis Diagrama Reporte

Reporte � Presentación � Procedimiento � Información

obtenida para lograr el objetivo

� Resultados � Conclusión Síntesis � Presentación � Análisis de

información � Aplicación � Contenido � Resultados � Conclusión

Diagrama � Presentación � Características � Contenido � Conclusiones � Tiempo de Entrega

Identificar los componentes de un circuito dado definiendo e identificando un nodo, una rama, un lazo y una malla de una red eléctrica realizando un reporte. Elaborar las ecuaciones de voltaje para cada lazo y nodo de un circuito dado, identificando las ramas en serie del circuito. Diagramar circuitos serie, y deducir sus ecuaciones Incluyendo la del divisor de voltajes Definirá los circuitos paralelo y deducirá sus ecuaciones incluyendo la del divisor de corrientes

Componentes de los circuitos eléctricos y uso de la topología Leyes aplicables a los circuitos lineales Ley de Ohm. Ley de Kirchoff de voltajes. Ley de Kirchoff de las corrientes. Aplicación de las leyes fundamentales. Circuitos de conexión serie.



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Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Problemas resueltos

Problemas resueltos: � Orden y limpieza � Conceptos � Estrategias/

procedimiento � Diagramas /

dibujos � Conclusión

Resolver ejercicios de resistencias equivalentes planteados por el maestro, resolver problemario, comprobar con multisim Identificar las ramas en paralelo en un circuito dado y Resolver ejercicios planteados por el maestro, resolver problemario y comprobar con multisim Dibujar circuitos con fuentes dependientes y resolver problemas propuestos por el profesor

Circuito equivalente en serie¸divisor de voltajes Circuito en conexión paralelo. Circuito equivalente en paralelo; divisor de corrientes Fuentes dependientes Definición. Circuitos con fuentes dependientes.



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Unidad temática 3: Métodos de Solución de Circuitos Competencias particulares: Seleccionar el método de solución adecuado para la resolución de circuitos serie, paralelo y circuitos mixtos con una o más fuentes de energía alimentadora fundamentando y argumentando las conclusiones del análisis de situaciones planteadas.





Aplicar los Métodos para solucionar redes eléctricas que contengan una fuente de energía alimentadora ó más usando ecuaciones predeterminadas de corriente, voltaje y potencia. Aplicar el método para solución de redes eléctricas que contengan más una fuente o más de energía alimentadora, de acuerdo a ecuaciones predeterminadas, de voltaje, corriente y potencia

Síntesis Síntesis Reporte Problemas resueltos

Síntesis � Presentación � Análisis de

información � Aplicación � Contenido � Resultados � Conclusión



� Resultados � Conclusión Problemas resueltos: � Orden y limpieza � Conceptos � Estrategias/

procedimiento � Diagramas / dibujos

� Conclusión

Solucionar redes serie, paralelo y mixtas aplicando las leyes fundamentales de la ingeniería eléctrica realizando una síntesis Identificar los tipos de mallas, deducir las ecuaciones de cada procedimiento, en diagramas elaborados elaborando una síntesis Identificar los tipos de nodos y deducir ecuaciones para cada procedimiento, aplicar combinaciones de procedimientos para solucionar redes documentándolo en un reporte Resolver circuitos planteados por el maestro y los propuestos del problemario, comprobar con multisim

Aplicación directa de las leyes fundamentales de la electricidad. Circuitos conectados en serie, alimentados con una fuente, divisor de voltajes Circuitos conectados en paralelo, alimentados con una fuente, divisor de corrientes Circuitos en serie paralelo alimentados con una fuente- Solución de redes por el método de las corrientes de malla. Procedimiento de las mallas reales. Procedimiento de las mallas fantasma. Procedimiento de las supermallas. Circuitos que contienen fuentes de voltaje y corriente Método de voltajes de nodo. Procedimiento de los nodos reales. Procedimiento de los nodos fantasma. Procedimiento de los supernodos Circuitos que contienen fuentes de corriente y voltaje.

Pizarrón, , libro de texto, instructivo, software de graficación y simulador,

Solución de ejercicios, software.


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Unidad temática 4: Métodos de Simplificación de Circuitos Competencias particulares: Seleccionar el método de simplificación adecuado mediante el análisis realizado argumentando y fundamentando las conclusiones para la solución de los problemas planteados de algunas situaciones.





Aplicar los métodos y teoremas utilizando los conceptos de los mismos para la reducción de redes eléctricas. Aplicar métodos de solución de redes y con un par de terminales libres y 2 pares de terminales libres mediante el uso de los teoremas adecuados para la resolución de problemas incluyendo el método de parámetros

Reporte Reporte Problemas resueltos



� Resultados � Conclusión Problemas resueltos: � Orden y limpieza � Conceptos � Estrategias/

procedimiento � Diagramas /

dibujos � Conclusión

Definir los procedimientos para simplificar circuitos y usar los métodos adecuadamente, incluyendo el enunciar los teoremas de thevenin y norton, y deducir ecuaciones documentándolo en un reporte. Definir cada método y deducir ecuaciones para cada uno de ellos realizando un reporte de estas ecuaciones. Resolver circuitos planteados por el maestro y del problemario, comprobar por medio del multisim

Solución de redes por el método de superposición de efectos. Reducción de circuitos usando las transformaciones estrella-delta y delta-estrella Simplificación de circuitos lineales, bilaterales con elementos activos y pasivos y con un par de terminales libres. Circuito equivalente Thevenin. Circuito equivalente Norton. Teorema de reciprocidad. Simplificación de circuitos lineales y bilaterales con elementos pasivos y con dos pares de terminales libres, usando los parámetros r,g,h Circuito equivalente T Circuito equivalente π

Circuito equivalente H.

Pizarrón, , libro de texto, instructivo, software de graficación y simulador,

Solución de

ejercicios,

software.


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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Síntesis Síntesis Síntesis Gráfico de Bandas Tabla de clasificación Reporte Síntesis

Reporte Síntesis Diagrama Reporte Problemas resueltos Síntesis Síntesis Reporte Problemas resueltos Reporte Reporte Problemas resueltos

Exámenes 30 % Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador %

Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio para su evaluación, el cual contendrá todos los problemas propuestos por el profesor resueltos correctamente, así como los reportes, registros de conclusiones e investigaciones generados en clase.


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Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: Análisis Básico de Circuitos Eléctricos Autor: Johnson/ Hilburt/ Scott Editorial: Prentice Hall

� Libro: Análisis introductorio de circuitos traducción de la segunda edición en ingles de Introductory circuit Analysis. Autor: Boylestad, Robert L. Miguel Ángel Martínez Editorial: Trillas. Distrito Federal .México 1998. 1152 páginas

� Libro: Análisis Básico de Circuitos traducción de la quinta edición en ingles de (Basic Electric Circuit Analysis) Autor: Johnson, David E Hilburn, John L y Johnny R por Guillermo López Portillo Editorial: Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. Naucalpan. México 1996, 752 páginas

� Libro: Hayt William H. Jr. Y Kemmerly, Jack E. Autor: Análisis de Circuitos en Ingeniería Traducido de la quinta edición en ingles de (Engineering Circuit Analilysis) Editorial: Mc Graw Hill de México S.A. DE C.V Distrito Federal. México 2001, 706 páginas

� Libro: Análisis Básico de circuitos en Ingeniería Quinta edición Autor: Irvin David J. Editorial: Prentice Hall, México 1997, 952 páginas

� Libro: Análisis de circuitos en Ingeniería Traducido de la cuarta edición en ingles de (Engineerig Circuit Analysis) Autor: Hayt William H. Jr Y Kemmerly, Jack E. traducido por Carlos Manuel Sánchez Trujillo, Editorial: Mc Graw Hill de México S.A DE C.V. Distrito Federal. México 1988, 676 páginas

� Libro: Circuitos Eléctricos Traducido de Shchaum’s Outline of Electrical Circuit Tercera edición Autor: Joseph A. Edminister


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Editorial: Mc Graw HILL,

� Libro: Análisis introductorio de circuitos Autor: Boylestad, Robert L Editorial: Trillas

� Libro: Análisis de Circuitos en Ingeniería

Autor: Hayt William H. Jr. Y Kemmerly, Jack E Editorial: Mc. Graw Hill

� Libro: Circuitos Eléctricos Autor: Joseph A. Edminister Editorial: Mc. Graw Hill

o Tema: Liga:

Fecha última revisión:

� Revista:

Año: # de revista:

Mes: Nombre del artículo:

Autor:


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Perfil del docente: Ingeniero mecánico electricista, Ingeniero en mecatrónica, Ingeniero en electrónica, Lic. En fisicomatemáticas, y maestrías y carreras afines. Poseer grado académico superior al de licenciatura de una área afín a la ingeniería para impartir las asignaturas de electricidad, así como ser competente en el manejo de las TIC’s y contextos pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante. Ficha bibliográfica del profesor:

JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE ELÉCTRICA

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