Syllabus Del Curso_Análisis de Circuitos_243003

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FORMATO DE SYLLABUS PROCEDIMIENTO RELACIONADO: DISEÑO DE CURSOS

C DIGO:

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VERSIÓN:

0-06-10-2015

PÁGINAS: 18

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD VICERRECTORIA ACADEMICA Y DE INVESTIGACIÓN FORMATO DE SYLLABUS 1.

INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO

ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e ingeniería

SIGLA: ECBTI

NIVEL: Profesional CAMPO DE FORMACIÓN: CBI, FORMACIÓN: CBI, Ciencias Básicas de Ingeniería CURSO: Análisis de circuitos

CODIGO: 243003

TIPO DE CURSO: Metodológico N° DE CREDITOS: 4

N° DE SEMANAS: 16 Semanas

CONOCIMIENTOS PREVIOS: El estudiante maneja y utiliza herramientas de programación y simulación de circuitos eléctricos, el código estándar de colores en resistores, conocimientos matemáticos como la solución de ecuaciones simultaneas, método de determinantes, números complejos, y en general algebra, trigonométricas y geometría analítica, algebra lineal, calculo diferencial e integral. CONOCIMIENTOS QUE SE ESPERA DESARROLLEN LOS ESTUDIANTES: Conocimientos en las diversas estructuras que presentan los circuitos eléctricos y electrónicos, métodos empleados en el análisis de circuitos eléctricos, diseño y análisis de filtros, resonancia y respuesta en frecuencia. DIRECTOR DEL CURSO: Manuel Enrique Wagner Mendivelso

Diseña: Manuel Diseña: Manuel Enrique Wagner Mendivelso

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FECHA DE ELABORACIÓN: Febrero 27 de 2016 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso hace parte del campo de formación Ciencias Básicas de Ingeniería, el cual permite desarrollar redes de Elementos eléctricos RLC, Circuitos (combinación de elementos eléctricos RLC), y las expresiones matemáticas que describen su comportamiento y establecen relaciones entre las variables y parámetros eléctricos, a través de métodos de análisis de circuitos. El curso es de tipo metodológico de cuatro (4) créditos, está dividido en cuatro unidades y ha sido diseñado para eje cutarse en el lapso de 16 semanas. La primera unidad se inicia con el desarrollo de los elementos de circuitos eléctricos y las variables eléctricas usadas para describirlos. La segunda unidad consiste en desarrollar análisis de circuitos resistivos de corriente directa a través de métodos de análisis y teoremas de redes. La tercera unidad está orientada a la descripción de los circuitos de corriente alterna con fasores y a los circuitos trifásicos. La cuarta unidad consiste en desarrollar análisis de la respuesta en frecuencia de circuitos de corriente alterna.

2.

INTENCIONALIDADES FORMATIVAS

Propósitos: 

El estudiante resuelve circuitos resistivos a través del uso de diagramas eléctricos y las leyes de Kirchhoff para hallar variables eléctricas, elementos y conexiones esperados y/o desconocidos.



El estudiante resuelve circuitos resistivos a través del uso de método s de análisis de nodo y malla, también teoremas de red para hallar variables eléctricas, elementos y conexiones esperados y/o desconocidos.






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

El estudiante resuelve circuitos de corriente alterna a través del uso de diagramas eléctricos, las leyes de Kirchhoff y métodos de análisis con fasores para hallar variables eléctricas, elementos y conexiones esperados y/o desconocidos.



El estudiante desarrolle filtros pasivos a través de la comprensión de la respuesta en frecuencia de los circuitos RLC para hallar variables eléctricas, elementos y conexiones esperados y/o desconocidos.

Competencias generales del curso: 

El estudiante utiliza diagramas eléctricos y las leyes de Kirchhoff para resolver circuitos resistivos.



El estudiante utiliza métodos de análisis de nodo y malla, también teoremas de red para resolver circuitos resistivos.



El estudiante utiliza diagramas eléctricos, las leyes de Kirchhoff y métodos de análisis con fasores para resolver circuitos de corriente alterna.



El estudiante utiliza la respuesta en frecuencia de los circuitos RLC para desarrollar filtros pasivos.






3.

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CONTENIDOS DEL CURSO

Esquema del contenido del curso:






Nombre de la unidad

UNIDAD 1. Variables y leyes de circuitos

Contenidos de aprendizaje 1. Variables del circuito eléctrico: corriente, voltaje, potencia y energía sistemas de unidades. 2. Elementos de circuito: resistores, ley de ohm fuentes, transductores e interruptores, capacitores e inductores, almacenamiento de energía.

3. Circuitos resistivos: leyes de kirchhoff circuitos serie y en paralelo división de voltaje y de corriente.

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Referencias Bibliográficas Requeridas (Incluye: Libros textos, web links, revistas científicas) López Guillén, Elena, Marrón Romera, Marta, and Bravo Muñoz, Ignacio. (2009). Fundamentos de electrónica (2a.ed.). Alcalá de Henares, ES: Servicio de Publicaciones. Universidad de Alcalá. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =8&docID=10280247&tm=1472240966278 Fernández de Ávila, Susana, and Hidalgo García, Rafael. (2013). Fundamentos teóricos para analizar circuitos. Alicante, ES: ECU. Tema 1, página 1. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =13&docID=10757937&tm=1472241883431 Soria Olivas, Emilio, Martín Guerrero, José David, and Gómez Chova, Luis. (2009). Teoría de circuitos. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Página 3. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =23&docID=10498623&tm=1472241205635 Soria Olivas, Emilio, Martín Guerrero, José David, and Gómez Chova, Luis. (2009). Teoría de circuitos. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Página 10. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =23&docID=10498623&tm=1472241205635






Referencias complementarias

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Cathey, Jimmie J.. Dispositivos electrónicos y circuitos. Washington D. C., US: McGraw-Hill Interamericana, 1991. ProQuest ebrary. Web. 22 December 2016. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/detail.action?docID=10498501&p00=circui tos+electronicos

1. Análisis de nodos, análisis por voltaje de nodo, supernodos.

UNIDAD 2. Métodos de análisis de circuitos resistivos.

C DIGO:

2. Análisis de mallas, análisis por corriente de malla, supermalla.

3. Teoremas de Redes, Superposición, Teorema de Thevenin, Teorema de Norton, Transferencia Máxima de Potencia.

López Rodríguez, Victoriano (2013). Teoría de circuitos y electrónica. Madrid, ES: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Capítulo 1, página 32. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =32&docID=10803813&tm=1472241726292 López Guillén, Elena, Marrón Romera, Marta, and Bravo Muñoz, Ignacio. (2009). Fundamentos de electrónica (2a.ed.). Alcalá de Henares, ES: Servicio de Publicaciones. Universidad de Alcalá. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =8&docID=10280247&tm=1472240966278 Soria Olivas, Emilio, Martín Guerrero, José David, and Gómez Chova, Luis. (2009). Teoría de circuitos. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Página 10. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action ?ppg=23&docID=10498623&tm=1472241205635







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Cathey, Jimmie J.. Dispositivos electrónicos y circuitos. Washington D. C., US: McGraw-Hill Interamericana, 1991. ProQuest ebrary. Web. 22 December 2016. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/detail.action?docID=10498501&p00=circui tos+electronicos 1. Fasores Sinusoides y Fasores Relaciones de Fasores para Elementos de Circuito Impedancia, Leyes de Kirchhoff en el Dominio de la Frecuencia.

2. Métodos de análisis UNIDAD 3. usando fasores, análisis Circuitos de de nodos y mallas, corriente alterna. superposición, thevenin y norton, diagramas fasorial. 3. Análisis de potencia de corriente alterna potencia promedio o activa potencia aparente y factor de potencia, potencia compleja.

López Rodríguez, Victoriano (2013). Teoría de circuitos y electrónica. Madrid, ES: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Capítulo 1, página 32. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =32&docID=10803813&tm=1472241726292 Soria Olivas, Emilio, Martín Guerrero, José David, and Gómez Chova, Luis. (2009). Teoría de circuitos. Madrid, ES: McGraw-Hill España. Página 10. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =23&docID=10498623&tm=1472241205635 Fernández de Ávila, Susana, and Hidalgo García, Rafael. (2013). Fundamentos teóricos para analizar circuitos. Alicante, ES: ECU. Tema 1, página 1. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =13&docID=10757937&tm=1472241883431






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4. Circuitos trifásicos conexión yy conexión ∆.


UNIDAD 4. Respuesta en frecuencia


Cathey, Jimmie J.. Dispositivos electrónicos y circuitos. Washington D. C., US: McGraw-Hill Interamericana, 1991. ProQuest ebrary. Web. 22 December 2016. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/detail.action?docID=10498501&p00=circui tos+electronicos 1. Resonancia, Circuitos Resonantes Paralelo, Circuito Resonante Serie, Ajuste (Escalamiento).

2. Filtros Pasivos Pasabajo, Pasa-alto, Pasabanda, Rechaza-banda.

Fernández de Ávila, Susana, and Hidalgo García, Rafael. (2013). Fundamentos teóricos para analizar circuitos. Alicante, ES: ECU. Tema 5, página 101. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg =116&docID=10757937&tm=1472239708422

Cathey, Jimmie J.. Dispositivos electrónicos y circuitos. Washington D. C., US: McGraw-Hill Interamericana, 1991. ProQuest ebrary. Web. 22 December 2016. Tomado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/detail.action?docID=10498501&p00=circui tos+electronicos






4.

Unidad

Unidad 1, 2, 3 y 4

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ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Contenido de Aprendizaje

Laboratorios (Encuentros in situ de acuerdo a la programación realizada y dada a través del aplicativo de laboratorios)

Competenci a

Indicadores de desempeño

Estrategia de Aprendizaje

El estudiante utiliza diagramas eléctricos para montar circuitos.

Número de prácticas a las que asistió el estudiante / Número de prácticas programadas.

La estrategia a utilizar será el aprendizaje basado en problemas el cual estará divido en cuatro Pasos, correspondientes a las cuatro unidades del curso. En cada uno de ellos se asignarán algunos ejercicios que el estudiante debe resolver de acuerdo a sus conocimientos adquiridos en cada

El estudiante utiliza instrumentos de medición eléctrica de manera correcta.

Número de montajes realizados en cada práctica / Número de montajes propuestos El estudiante para cada práctica conoce y

N° de Se ma na

12

Evaluación Propósito

Participa en los encuentro Fortalecer los s in situ conocimientos programa adquiridos en dos y cada una de realiza la las unidades práctica del curso. asignada de manera satisfactor ia.



Criterios de Pondera evaluació ción n

150 puntos




utiliza las normas de seguridad para el trabajo con circuitos eléctricos. El estudiante reconoce físicamente los componentes electrónicos nombrados en los temas del curso de análisis de circuitos. Variables del UNIDAD circuito eléctrico: 1. Variables corriente, y leyes voltaje, potencia y de circuitos energía

El estudiante comprende los conceptos corriente, voltaje y los elementos de un

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una de las Nivel de unidades. desempeño del estudiante en cada práctica / Actividades evaluadas en cada práctica bajo la rúbrica respectiva

Reconoce los diferentes conceptos básicos y elementos eléctricos y electrónicos, así como las

Actividad de reconocimiento

2

Paso inicial: Presaberes. Esta actividad se encuentra

Actualizar el perfil del estudiante con información clara, vigente y pertinente.



Actualiza el perfil de manera oportuna. Describe brevement e la función de

25 puntos




sistemas de unidades

circuito, utilizando las leyes de ohm y kirchhoff para describir los fenómenos y realizar los cálculos de resistencias en serie, paralelo, corrientes y Elementos de voltajes de circuito: diversos resistores, ley sistemas y de ohm configuracion fuentes, es transductores electrónicas. e interruptores, capacitores e inductores, almacenamie nto de energía Circuitos resistivos: leyes de

unidades de medición de cada uno de ellos.

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disponible en el entorno de aprendizaje practico

Reconocer los diferentes entornos y sus funciones de manera clara. Identificar los productos a entregar, cuando y donde

Identifica y analiza los sistemas de resistencias serie y paralelo

Identifica, comprende y aplica las

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La estrategia a 3 utilizar será el aprendizaje basado en problemas el cual estará divido en cuatro Pasos, correspondientes a las cuatro unidades del curso: Paso 1: Investigación de conceptos. De acuerdo al circuito dado en el foro, se debe hallar

Reconocer las diferentes funciones y conceptos básicos para la resolución de circuitos electrónicos.

Identifican los medios y recursos para resolver un problema de análisis de Identificar y circuitos analizar los simples circuitos Participa resistivos activamen aplicando las te en los leyes de Ohm y espacios de Kirchhoff. de



cada uno de los entornos y su importanci a para el desarrollo del curso.

50 Puntos




kirchhoff circuitos serie y en paralelo, división de voltaje y de corriente

leyes de Kirchhoff y Ohm para circuitos establecidos

Análisis de nodos análisis por voltaje de nodo, súper nodos El estudiante resuelve Análisis de UNIDAD mallas sistemas 2. electrónicos Métodos análisis por resistivos corriente de de aplicando los análisis malla, súper conceptos de malla de nodos, circuitos Teoremas de mallas y los resistivos redes teoremas de superposición Norton y Thevenin. teorema de Thevenin, teorema de Norton, transferencia

El estudiante halla los distintos voltajes y corrientes de un circuitos resistivo mediante análisis de nodos y/o mallas según corresponda y obteniendo las ecuaciones matriciales para su resolución. Mediante técnicas de transformació

los valores de Resistencia Total, Corriente total, voltaje en cada una de las resistencias, Corriente en cada una de las resistencias, Potencia total. Construya el circuito con los valores iniciales y pruébelo para ver si cumple los requisitos de diseño.

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comunicac ión del curso Identifican y presentan nuevos problemas 3

Paso 2: Investigación de conceptos. De acuerdo al circuito dado en el foro, se debe hallar los valores de Resistencia Total, Corriente total, voltaje en cada una de las resistencias del circuito, Corriente en cada

Utilizar métodos de análisis de nodo y malla. Resolver circuitos resistivos mediante los teoremas de Norton y Thevenin. Reconocer y aplicar los conceptos de superposición para la resolución de ejercicios con



Identifican 50 los medios Puntos y recursos para resolver un problema de análisis de circuitos simples Participa activamen te en los espacios de comunicac ión del curso




máxima de potencia

ny superposición el estudiante resuelve circuitos.

Fasores sinusoides y fasores relaciones de fasores para elementos de circuito

Reconoce y aplica distintas técnicas de análisis de circuitos para resolver un circuito en el dominio de la frecuencia

El estudiante desarrolla cálculos de sistemas utilizando las siguientes técnicas de análisis de Métodos de circuitos y UNIDAD análisis métodos de 3. usando análisis con Circuitos fasores fasores para de análisis de resolver un corriente nodos y circuito en el alterna mallas dominio de superposición, la Thevenin y frecuencia: Norton Análisis de potencia de corriente alterna, potencia

Comprende y aplica los distintos métodos para determinar potencia real, reactiva, compleja y aparente, y con el triángulo de potencia determina el factor de potencia

una de las resistencias, Potencia del circuito. Construya el circuito con los valores iniciales y pruébelo para ver si cumple los requisitos de diseño (elabore una tabla para registrar los valores calculados, medidos de resistencias, voltajes y corrientes, registrar el porcentaje de error. Realizar un video en el cual se muestre el funcionamiento del circuito.

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más de una fuente de energía.

3

Paso 3: Investigación de conceptos De acuerdo al circuito dado en el foro, se debe hallar los valores de Impedancia Total,

Utilizar diagramas eléctricos, las leyes de Kirchhoff y métodos de análisis con fasores para resolver circuitos de corriente alterna.

Identifican 50 los medios Puntos y recursos para resolver un problema de análisis de circuitos simples Participa activamen Comprender te en los el comportamien espacios de to de los comunicac distintos ión del elementos curso. electrónicos Identifican ante señales y sinusoidales presentan



Identifican y presentan nuevos problemas




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Corriente total, Desfase de la corriente, Potencia del circuito. Construya el circuito con los valores iniciales y pruébelo para ver si cumple los requisitos de diseño. (elabore Circuitos una tabla para registrar los trifásicos valores calculados conexión yy y medidos de conexión ∆ resistencias, los voltajes y las Resonancia El estudiante Identifica y 3 corrientes de circuitos determina la diseñar filtros diseño) Realizar un video resonantes frecuencia de pasa-bajos y en el cual se paralelo resonancia y pasa-altos RL muestre el circuito y RC simples. funcionamiento el ancho de UNIDAD resonante del circuito. banda de 4. serie ajuste Paso 4: Identificarlas Respuest (escalamiento circuitos configuracione a en Investigación de ) simples en s de circuito conceptos De frecuenci serie y RLC que Filtros pasivos acuerdo al circuito a paralelo. actúan como pasa-bajo, planteado en la filtros paso pasa-alto, guía de actividades, Reconoce y banda y pasa-banda, realizar los cálculos aplica las rechaza rechazapara determinar los fórmulas banda, y banda valores de los promedio activa, potencia aparente y factor de potencia, potencia compleja

con distintas frecuencias.

nuevos problemas

Utilizar la respuesta en frecuencia de los circuitos RLC para desarrollar filtros pasivos. Determinar el comportamien to de los distintos elementos utilizados en

Identifican 50 los medios Puntos y recursos para resolver un problema de análisis de circuitos Participa activamen te en los espacios de






para hallar el factor de calidad de circuitos RLC.

elegir los valores ideales de los componentes.

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componentes y satisfacer las frecuencias de corte mencionadas. Construya el circuito con los valores calculados y pruébelo para ver si cumple los requisitos de diseño. Realizar un video en el cual se muestre el funcionamiento del circuito

Paso final: La estrategia a utilizar será el aprendizaje basado en problemas.

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el diseño de filtros.

2

TRABAJO Problema Planteado: FINAL (Unidad 1, 2, 3 y Una de las aplicaciones de los filtros pasivos es el teléfono de tonos por teclas. El teclado cuenta con 12 botones dispuestos en filas y 4) columnas. EL arreglo proporciona 12 distintas señales y utiliza 7 tonos divididos en dos grupos: el grupo de baja frecuencia (697 a 941 Hz) y el de alta frecuencia (1209 a 1477 Hz). Al oprimir un botón Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI


comunicac ión del curso. Identifican y presentan nuevos problemas

125 Puntos




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se genera una suma de dos senoides correspondiente a un único para de frecuencias. Por ejemplo, al oprimir el botón del número 6 se generan tonos senoidales con frecuencias de 770 Hz y de 1477 H z.

Cuando el que llama marca un número telefónico, se transmite un número de señales a la central telefónica, donde las señales de tonos por teclas se decodifican para detectar las frecuencias que contienen. La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del esquema de detección. Las señales primero se amplifican y se separan en grupos mediante filtros pasabajas (PB) y pasaaltas (PA). Los limitadores (L) se utilizan para convertir los tonos independientes en ondas cuadradas. Los tonos individuales se identifican si se utilizan siete filtros pasabanda (PBN), se deja pasar en cada filtro un tono y se rechazan los demás. A cada filtro le sigue un detector (D), que se Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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energiza cuando su tensión de entrada excede cierto nivel. Las salidas de los detectores proporcionan las señales de cd requeridas mediante el sistema de conmutación para conectar al que llama con el que recibe la llamada.

Utilizando un resistor estándar de 600 Ohmios que se emplea e n los circuitos telefónicos y un circuito serie RLC, diseñe cada uno de los filtros pasa-banda necesarios para identificar los tonos individuales (BP1, BP2, ……BP7).





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ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN DEL CURSO Tipo de evaluación

Ponderación

Puntaje Máximo

Autoevaluación

Formativa

Coevaluación

Formativa

Heteroevaluación Paso inicial

5%

25

Paso 1

10%

50

Paso 2

10%

50

Paso 3

10%

50

Paso 4

10%

50

Paso práctico

30%

150

Paso final

25%

125

Total

100%

500



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