INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRICOS SEMESTRE: 4o. CLAVE: 0427 CREDITOS: 10 VIGENTE: 94/95 TIPO DE ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: ESCOLARIZADO

ESCUELA: SUPERIOR DE FISICA Y MATEMATICAS CARRERA: LIC. EN FISICA Y MATEMATICAS ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIA DE ELECTRONICA DEPARTAMENTO: FISICA

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA En la actualidad debido al gran avance tecnológico de la física del estado-sólido, la electrónica tiene una gran relevancia en casi todas las áreas del conocimiento humano, especialmente en aquellas de carácter técnico y científico. En particular, la electrónica está estrechamente vinculada con la física experimental. Dentro de cualquier laboratorio de física existe equipo electrónico para medir parámetros y/o controlar algún proceso. Para optimizar los procesos de medición y control es necesario que el usuario del equipo electrónico tenga conocimientos generales de electrónica y sus principios.

OBJETIVO GENERAL Que el estudiante de la asignatura sea capaz de: -

Conocer Conocer Conocer

los principios que rigen el comportamiento de los circuitos eléctricos. y saber utilizar los principales elementos eléctricos. y manejar los diferentes métodos de análisis en circuitos eléctricos.

TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: HRS./SEMESTRE: 100 HRS/SEMANA: 5 HRS./TEORIA/SEMESTRE: 60 HRS./PRACTICA/SEMESTRE: 40

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE ELECTRONICA REVISADO POR: DEPTO. DE FISICA. APROBADO POR:CONSEJO TEC.CONS.ESC.

AUTORIZADO POR: M. en C. OLGA L. HERNANDEZ CH. DIRECTORA

ASIGNATURA:

CIRCUITOS ELECTRICOS

CLAVE:

0427

HOJA 2

DE 15

FUNDAMENTACION Así entonces, se considera importante que el estudiante de física experimental curse algunas materias de electrónica para que adquiera los conocimientos básicos que le sean útiles en su actividad profesional. Dentro del plan de estudios de la Licenciatura en Física existen 3 materias de electrónica que se cursan en forma optativa y son: Circuitos Eléctricos; donde se estudian los principios comportamiento de los circuitos eléctricos y electrónicos.

y

métodos

de

análisis

que

rigen

el

Electrónica Funcional I; donde se estudian los dispositivos y sistemas eléctricos más importantes que operan analógica o lineal. Electrónica Funcional II; donde se estudian los dispositivos y sistemas eléctricos más importantes que operan en forma digital. Estas 3 materias deben ser cursos en serie y contienen el material mínimo para adquirir los principales conocimientos de electrónica. El método didáctico para impartir estos cursos en forma general consisten en: -

Exposición oral por parte del profesor, buscando siempre la participación del grupo. Solución de problemas extra-clase. Realización de prácticas donde el alumno debe resolver un cuestionario previo. Discusión en grupo de problemas prácticos.

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE:

0427

HOJA 3 DE 15

NOMBRE: RELACIONES FUNDAMENTALES

No.UNIDAD: I

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD - Conocer y saber medir las principales variables y elementos de un circuito. - Aprender los principios fundamentales que rigen a las variables y elementos de un circuito.

# DE TEMA 1 2 3 4 5

TEMAS V a r i a b l e s y e l e m e n t o s d e un c i r c u i t o . Medición de variables elécticas. Elementos activos. Elementos básicos. Leyes de Kirchhoff

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

1.0 1.0 1.0 1.0 1.5

H/P

1.0 2.0

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

ASIGNATURA:

No.UNIDAD:

CIRCUITOS ELECTRICOS

CLAVE:

NOMBRE:

II

0427

HOJA 4 DE 15

ARREGLOS SERIE Y PARALELO

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD - Conocer y manejar algunos métodos básicos de análisis de redes eléctricas. - Conocer algunos circuitos prácticos simples.

# DE TEMA 1 2 3 4 5 6

TEMAS Arreglos de elementos pasivos. Arreglos de elementos activos. Fuentes no-ideales. Conversión de fuentes. Divisores de voltajes y corriente. Circuito puente.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 2.0

1.0

1.0 2.0

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE:

0427

HOJA 5

DE 15

NOMBRE: TEOREMAS PRINCIPALES

No.UNIDAD: III

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD - Conocer y saber aplicar los principales teoremas de circuitos eléctricos como métodos de análisis básicos.

# DE TEMA 1 2 3 4

TEMAS Principio de Superposición. Adición y Substracción de señales. Teorema de Thevenin. Teorema de Norton.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

1.5 0.5 1.5 1.5

1.5 1.5 1.5

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE: 0427

NOMBRE:

No.UNIDAD: IV

HOJA 6

DE 15

EC.

CLAVE BIBLIO.

METODOS DE MALLAS Y NODOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Aprender y saber aplicar los métodos generales en el análisis de redes eléctricas.

# DE TEMA 1 2 3 4 5

TEMAS Nociones de topología. M é t o do s d e m a l l a s . Métodos de nodos. Mallas y nodos falsos. Fuentes combinadas.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

0.5 2.0 2.0 1.0 1.0

H/P

1.5 1.5 1.5

A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

ASINATURA:

CIRCUITOS ELECTRICOS

CLAVE: 0427

HOJA 7

DE 15

NOMBRE: POTENCIA Y ENERGIA

No.UNIDAD: V

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD - Aprender el concepto de energía y potencia en redes eléctricas.

# DE TEMA 1 2 3 4

TEMAS P o t e n c i a y e n e r g í a e n r e s i s t e nc i a s . Máxima transferencia de potencia. Potencia y energía en condensadores. Potencia y energía en inductores.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase.

0.5 0.5 1.0 1.0

H/P

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE: 0427

HOJA 8 DE 15

NOMBRE: RESPUESTA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

No.UNIDAD: VI

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD -

Conocer las propiedades de las señales alternas más importantes. Aprender a establecer la ecuación diferencial que rige el comportamiento de una red eléctrica. Aprender a encontrar la respuesta en el tiempo de redes eléctricas de 1º y 2º orden. Diferencia la respuesta natural de la forzada.

# DE TEMA 1 2 3 4 5 6

TEMAS Circuitos de CA. M é t o d o s d e so l u c i ó n . Señales de CA. Respuesta natural y forzada. Respuesta de sistemas de 1er. orden. Respuesta de sistemas de 2do. orden.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

0.5 0.5 1.0 0.5 1.5 1.5

H/P

2 2

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C A, B , C A,B,C A,B,C A,B,C A,B,C

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE: 0427

HOJA 9 DE 15

NOMBRE: TRANSFORMADA DE LAPLACE

No.UNIDAD: VII

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Conocer la transformada de Laplace y saberla utilizar como una herramienta en el análisis de redes eléctricas. - Aprender el concepto de impedancia, admitancia y función de tranferencia.

# DE TEMA 1 2 3 4 5 6 7 8 9

TEMAS D e f i n i c i ó n y r e g l a s o p e ra c i o n a l e s . Relaciones V-I, impedancia y admitancia. Conexiones serie y paralelo de impedancias y admitancias. Conversión de fuentes y divisores. Superposición Thevenin y Norton. Mallas y nodos. Función de transferencia. Polos y ceros. Transformada inversa de Laplace.

H/P

EC.

CLAVE BIBLIO.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase.

1.0

A,B,C,D

1.0

A,B,C,D

0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0

A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

No.UNIDAD:

CLAVE: 0427

NOMBRE:

VIII

HOJA 10 DE 15

RESPUESTA NATURAL Y FORZADA

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Aprender el concepto de respuesta natural y forzada utilizando Laplace. - Saber analizar una red eléctrica para obtener su respuesta natural utilizando Laplace.

# DE TEMA 1 2 3 4

TEMAS Parte natural y forzada de la respuesta. Relación entre respuesta y ubicación de polos. Respuesta de sistemas de 1er. orden. Respuesta de sistemas de 2do. orden.

H/P

EC.

CLAVE BIBLIO.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

1.0

A,B,C,D

1.0

A,B,C,D

1.01 .0

2.0

A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE: 0427

HOJA 11

DE 15

NOMBRE: RESPUESTA SENOIDAL

No.UNIDAD: IX

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Conocer los métodos de análisis de redes eléctricos excitados con señales senoidales. - Conocer el concepto de potencia de CA.

# DE TEMA

TEMAS

1 2 3 4

Señal senoidal. R e s p u e s t a s e n o id a l . Fasores. Potencia de CA.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

0.5 2.0 2.0 1.0

3.0 2.0

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

CIRCUITOS ELECTRICOS

ASIGNATURA:

CLAVE: 0427

HOJA 12 DE 15

NOMBRE: FILTROS Y TRANSFORMADORES

No.UNIDAD: X

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Conocer diferentes filtros para señales senoidales. - Conocer la operación de transformadores y circuitos con acoplamientos magnéticos.

# DE TEMA 1 2 3 4 5 6 7

TEMAS Filtros pasa-bajas. F i l t r os p a s a - a l t a s . Filtros pasa-bandas. Filtros supresores de banda. Acoplamientos magnéticos. Transformadores y autotransformadores. Potencia en transformadores.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase. Se deben realizar sesiones prácticas donde el alumno resuelva un cuestionario previo a la sesión con el fin de optimizar y simplificar su aprendizaje dentro del laboratorio.

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.01 .0

1.0 1.01 .0 1.0 1.0

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A ,B , C , D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D A,B,C,D

ASIGNATURA: No.UNIDAD:

CIRCUITOS ELECTRICOS

CLAVE: 0427

HOJA 13 DE 15

NOMBRE: INTRODUCCION A CIRCUITOS ACTIVOS

XI

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

- Aprender el concepto de fuentes dependientes y modelos.

# DE TEMA 1 2

TEMAS Fuentes controladas. Modelos.

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

El profesor expone el tema a estudiar buscando la participación del grupo. El alumno debe estudiar previamente el tema a tratar en cada sesión para que su participación sea efectiva. El profesor plantea los métodos de solución de problemas prácticos y resuelve algunos ejemplos. El alumno debe resolver problemas extra-clase.

2.0 2.0

H/P

EC.

CLAVE BIBLIO. A,B,C,D A,B,C,D

ASIGNATURA:

CIRCUITOS ELECTRICOS

CLAVE:

0427

HOJA

14

DE 15

RELACION DE PRACTICAS

PRACTICA No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ASIGNATURA: 15

RELACION DE UNIDADES TEMATICAS

NOMBRE DE LA PRACTICA

M e d i c i ó n de e l e m e n t o s r e s i s t i v o s . Leyes de Kirchhoff. Circuitos Puente/Divisores. Teoremas principales. Métodos de malla y de nodos. Osciloscopio/señales alternas. Arreglos serie y paralelo de capacitancias e inductancias. Respuesta natural de un circuito RC. Respuesta natural de un circuito RLC. Respuesta en frecuencia de un circuito RC. Respuesta en frecuencia de un circuito RLC. Filtros y transformadores.

CIRCUITOS ELECTRICOS

DURACION PRACTICA HORAS

I,II I II III IV VI

1 2 3 4.5 4.5 2

II VI VIII

1 2 2

IX

2

IX X

3 5

CLAVE:

0427

LUGAR DE REALIZACION Laboratorio de Electrónica

HOJA 15 DE

PERIODO 5 5 5 3

UNIDADES TEMATICAS

semanas semanas semanas semanas

PROCEDIMIENTOS DE

EVALUACION

I,II,III

- Aplicación de 4 exámenes escritos en los períodos indicados.

IV,V,VI

- Solución de problemas extra-clase en cada período.

VII,VIII,I - Solución de cuetionarios previos a las prácticas. X - Reporte de prácticas y desarrollo del trabajo en el laboratorio. X,XI

CLAVE A

B I B L I O G R A F I A B X

C Aram Budak, Circuit theory; fundamentals and applications, Pretice-Hall, 1978.

B

X

Robert L. Boylestad,Análisis introductorio de circuitos, Ed. Trillas, 1978.

C

X

Franklin F. Kno,Network analysis and synthesis,

D

X

Charles A. Desoer and Ernest S. Kuh, Basic circuit theory, Mc Graw-Hill, 1969.