Circuitos Eléctricos i

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

SÍLABO 1.

INFORMACION GENERAL ASIGNATURA CÓDIGO CARÁCTER PRE-REQUISITO CRÉDITOS HORAS TEORÍA HORAS PRÁCTICAS HORAS LABORATORIO CICLO ACADÉMICO DURACIÓN PROFESOR

: CIRCUITOS ELÉCTRICOS I : CI0402 : OBLIGATORIO : CB0314 : 04 : 02 Horas/semana : 02 Horas/semana : 02 Horas/semana : IV : 17 Semanas : Ing. VELARDE ZEVALLOS, Álvaro

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SUMILLA Generalidades. Modelos físicos y matemáticos de los elementos pasivos y activos: condición de linealidad. Elementos concentrados y distribuidos, unidireccionales y bidireccionales. Energía, potencia, tensión y corriente.. Circuitos equivalentes: transformación de fuentes. Topología. Solución sistematizada de las ecuaciones generales. Corrientes de malla. Tensiones de los nudos, teorema de Thevenin y Norton. Teoremas generales de circuitos de superposición transferencia de potencia máxima, reciprocidad, conversión de triángulo a estrella y viceversa. Simetría: axial y transversal. Dualidad. Cuadripolos: conexión de Cuadripolos y parámetros. Elementos almacenadores de energía. Funciones singulares. Respuesta natural de los circuitos eléctricos y respuesta forzada. . Electromagnetismo, inducción, coeficiente de inducción, aplicaciones. Análisis de circuitos transitorios. Interpretación física de las ecuaciones diferenciales. Estado transitorio de los circuitos de primer y segundo orden.

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OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS a) Introducir al alumno al estudio analítico de los circuitos eléctricos, a través de los modelos físicos y matemáticos. b) Comprender los diferentes métodos y teoremas empleados para el análisis de los circuitos eléctricos. c) En la segunda parte del curso, se pone especial énfasis en el estudio de los circuitos eléctricos excitados con funciones singulares. d) Realizar el análisis de los circuitos eléctricos en el dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia (Transformada de Laplace). e) Que el alumno este en condiciones de realizar comprobaciones teóricas en el laboratorio.

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METODOLOGIA En la metodología de la enseñanza consistirá en los siguientes aspectos:  Exposiciones de clases magistrales, en donde el alumno pueda adquirir conocimientos a nivel conceptuales, de tal forma que no los pierda con el transcurso del tiempo.  Las ayudas utilizadas para la transmisión del mensaje educativo, serán la pizarra y medios audiovisuales dentro de la concepción moderna del proceso enseñanza - aprendizaje.  Dentro del fenómeno educativo, de la sesión académica, los estudiantes participaran activamente mediante la técnica de la dinámica de grupos, con: con trabajos fonográficos y exposición de los mismos.  Durante la sesión académica el profesor motivará la participar al alumno, con preguntas referentes a conceptos aprendidos con anterioridad y/o conocimientos conceptualizados dentro del desarrollo de la sesión académica, con la finalidad que el profesor pueda, a través de la retroalimentación, verificar el aprendizaje del alumno. CRITERIOS DE EVALUACION La evaluación del rendimiento de los alumnos es objetiva, en base al promedio de: PP : Promedio de prácticas calificadas. EP1 : Nota del primer examen parcial EP1 : Nota del segundo examen parcial PL : Promedio de notas de laboratorio El Promedio Final se calculará de la siguiente forma:

PF 

PP  EP1  EP 2  PL 4

NOTA: a) El alumno podrá rendir un examen sustitutorio, el que será único y abarcará toda la asignatura, cuya nota reemplazará a la nota más baja de los Exámenes Parciales (EP1 o EP2). b) La nota Mínima Aprobatoria de la asignatura es 10.5 c) Un rubro muy importante para la evaluación del alumno es la asistencia, puesto que con el 30% de inasistencias el alumno tendrá como calificativo NSP. 6.

CONTENIDO ANALITICO SEMANAL SEMANA Nº 01

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Conceptos Fundamentales. Definiciones y alcances. Modelos Físicos y Matemáticos. Sistemas de Unidades. Elementos de los Circuitos Eléctricos. Linealidad y Relaciones Volt-Ampere. Conexión de Elementos Ideales: Pasivos y Activos Elementos Concentrados y Distribución. Elementos Bidireccionales y Unidireccionales. Ley de Ohm. Las Leyes de Kirchhoff. Balance de energía en los circuitos eléctricos. Problemas de aplicación. SEMANA Nº 02 Transformación de fuentes reales e ideales. Transformaciones y Reducciones de elementos pasivos y activos. Elementos ficticios activos y pasivos. Asociaciones de Elementos Pasivos. Transformación Delta a Estrella y Viceversa. Problemas de aplicación. SEMANA Nº 03 Cálculo de Dipolo Equivalentes. Transformaciones de Fuentes Ideales y Reales. Elementos ficticios: Activos y Pasivos. Divisor de Tensión y divisor de corriente. Instrumentos de medición, utilización y características. El multitester: medición de resistencias, tensiones y corrientes. El concepto de cargar un circuito con un instrumento. Código de colores de los resistores. Concepto de tolerancia y disipación de potencia. Problemas de aplicación. SEMANA Nº 04 El Puente de Wheatstone: Equilibrio del Puente de Wheatstone. Equilibrio activo (circuito energizado) y pasivo (circuito desenergizado). Interpretación física de los concepto de Tensión cero y corriente cero en los circuitos activos El Puente de Wheatston como soporte fundamental de las redes con simetría axial y transversal. Problemas de aplicación. PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA SEMANA Nº 05 Álgebra Topológica. Método de las Corrientes de Mallas Problemas de Aplicación. Métodos de las Tensiones de nodos.. Aplicación de Teoremas de Homogeneidad y Superposición. Teoremas de Thévenin y Norton.. Teorema de la Máxima Potencia de Transferencia .Teoremas de la Sustitución. Problemas de Aplicación. SEMANA Nº 06 Redes de dos Pares de Terminales: Cuadripolos. Parámetros "r", "g", "h" y "ABCD". Reducción a tres terminales. Circuitos Equivalentes "T" y "PI". Teorema de la Reciprocidad. SEMANA Nº 07 Conexión de Cuadripolos en: serie, paralelo, cascada, serie-paralelo y paralelo- serie Problemas de aplicación. Cuadripolo cargados: “ganancia” de tensión, “ganancia” de corriente y “ganancia” de potencia. Problemas de aplicación. Simetría: axial y transversal. Dualidad. SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA SEMANA Nº 08 : PRIMER EXAMEN PARCIAL. SEMANA Nº 09 Circuitos Acoplados Magnéticamente. Autoinducción. e Inductancia Mutua. Coeficiente de Acoplamiento. El Transformador: Regla de los puntos. Inductancia equivalente de bobinas acopladas magnéticamente en serie y en paralelo. Acoplamiento Múltiple. El transformador usado como elemento fundamental para la transmisión de la máxima potencia transferida a una carga. Regla de los puntos en los transformadores. Problemas de aplicación SEMANA Nº 10 Funciones singulares: Impulso, Salto Unitario, Rampa y Parabólica. Conformación de ondas con las funciones singulares. Propiedades de la función impulso. Propiedades del producto de una función por la función impulso. La transformada de Laplace definida entre 0- e ∞. Propiedades de la Transformada de Laplace. Teorema del valor inicial y final. Condiciones en t = 0-, t = 0+ y t  ∞.

SEMANA Nº 11 Circuitos de primer orden. Comportamiento en condiciones iniciales en t = 0- y t = 0+ y finales en t  . Potencia y Energía en elementos almacenadores de energía L y C. Energía disipada en los resistores. Teorema de la Energía Inicial almacenada (Principio de la conservación de la energía). TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA SEMANA Nº 12 Circuitos de primer orden. Definición del estado transitorio y estable, en los sistemas lineales de primer orden. Ecuaciones diferenciales. Fórmula general. Solución de los Circuitos en el dominio del tiempo, Problemas de aplicación. SEMANA Nº 13 Solución de los circuitos de primer orden, en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Problemas de aplicación. SEMANA Nº 14 Circuitos de segundo orden. Definición del estado transitorio y estable, en los sistemas lineales de segundo orden. Ecuaciones diferenciales. Fórmula general. Solución de los Circuitos en el dominio del tiempo, Problemas de aplicación. SEMANA Nº 15 Solución de los circuitos de segundo orden, en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Problemas de aplicación. Escribir los circuitos en el dominio de “s”, para plantear su solución. CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA SEMANA N 16 : SEGUNDO EXAMEN PARCIAL SEMANA Nº 17 :

EXAMEN SUSTITUTORIO.

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PROGRAMACION DE LABORATORIOS SEMANA 01: INTRODUCCION SEMANA 02: EXPERIMENTO Nº 01 - Instrumentación y uso de instrumentos, Código de Colores de Resistencia: Tolerancia. SEMANA 03: EXPERIMENTO Nº 02 - Circuitos Serie y Paralelo, Leyes de Kircchhoff. SEMANA 04: EXPERIMENTO Nº 03 - El puente Wheststone: interpretación física de tensión cero y Corriente cero y Conversión Delta Estrella. SEMANA 05: EXPERIMENTO Nº 04 - Teorema de Thevenin y Norton. SEMANA 06: SUSTENTACION de los experimentos de laboratorio (Nº 01, 02, 03 y 04) SEMANA 07: EXAMEN PARCIAL DE LABORATORIO SEMANA 08: APOYO en los Exámenes Parciales de Teoría SEMANA 09: EXPERIMENTO Nº 05 - Teorema de Thevenin y Norton. SEMANA 10: EXPERIMENTO Nº 06 - Sistemas de Primer, Circuito R-C, Carga y descarga de un condensador SEMANA 11: EXPERIMENTO Nº 07 - Sistema de Segundo Orden: Circuito R-L-C. (PARTE I) SEMANA 12: EXPERIMENTO Nº 08 - Sistema de Segundo Orden: Circuito R-L-C. (PARTE II) SEMANA 13: SUSTENTACION de los experimentos de laboratorio (Nº 05, 06, 07 y 08) SEMANA 14: EXAMEN FINAL DE LABORATORIO SEMANA 15: ENTREGA de notas al Profesor de Teoría SEMANA 16: APOYO en los Exámenes Finales de Teoría SEMANA 17: ENTREGA DE INFORME sobre deterioro y necesidades de materiales de laboratorio dirigido al Jefe de Laboratorio con copia al Jefe de Departamento Académico y al Director de Escuela

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BIBLIOGRAFIA 1. Scott Ronald E.; Linear Circuitos; Addison - Wesley, Massachusetts (EEUU), 1992 2. Morales G., Oscar y López F., A.; Circuitos Eléctricos y Teoría y Problemas, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima (Perú), 1991. 3. Reynafarge Davila, Víctor; Análisis de Circuitos Eléctricos Lineales. Universidad Nacional de Ingeniería, Lima (Perú), 1982. 4. Biella, B, Dario; Ingeniería Eléctrica II, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima (Perú), 1976. 5. Van Valkenburg, M. E.; Análisis de Redes Eléctricas, Editorial Limusa, México, 1989. 6. Guillemin, Introducción a la Teoría de Circuitos, 7. Huang & Parker; Linear Circuitos. 8. Hayt y Kemmerly; Análisis de Circuitos en Ingeniería. 9. Skilling, Electrical Engineering Circuits

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