Equivalencia: E 95952 y E 00952.

OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA.

Introducir al alumno a la simulación de Circuitos eléctricos usando el paquete computacional PSPICE y al proceso de mediciones en el laboratorio de eléctrica, así como aprender el uso de los equipos de uso general.

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO.

Estudio de los conceptos básicos involucrados en el uso del equipo de medición en el laboratorio de eléctrica. Se conocerán y comprobarán métodos y procedimientos para efectuar mediciones de cantidades tales como voltaje, corriente, resistencia, capacitancia e inductancia. Observar el comportamiento de los circuitos RL, RC, y RLC tanto en estado transitorio como en estado estable en CD. Introducción al uso del simulador PSpice para el análisis de circuitos en CD.

TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO

1 LENGUAJE DE LAS MEDICIONES ELECTRICAS

1.1 Carga, voltaje, corriente y resistencia.
1.2 Nodo, malla, rama, conexión
1.3 Dispositivos de protección de circuitos.

2 MEDIDORES ANALOGICOS Y DIGITALES DE CA Y CD

2.1 Voltímetros y amperímetros de CA y CD.

2.2 Ohmetro.

3 EL OSCILOSCOPIO

3.1 Controles del osciloscopio.

3.2 Operación del osciloscopio.

4 RESISTENCIA Y MEDICION DE RESISTENCIA

4.1 Tipos de resistencia.

4.2 Código de colores de resistencias.

4.3 Medición de resistencia.

5 MEDICION DE CAPACITANCIA E INDUCTANCIA

5.1 Tipos de capacitores e inductores.

5.2 Modelos y pérdidas de circuitos de capacitores e inductores.

5.3 Medición de capacitancia e inductancia.

6 DESPLIEGUE V-I DE DISPOSITIVOS DE DOS Y TRES TERMINALES

6.1 Característica V-I por puntos.

6.2 Característica V-I mediante osciloscopio.

7 EL SIMULADOR PSPICE

7.1 Definición de elementos.

7.2 Comandos de análisis para CD

7.3 Simulación.

8 REGLAS, TEOREMAS Y LEYES BASICAS DE CIRCUITOS ELECTRICOS

8.1 Leyes de Ohm y de Kirchhoff.

8.2 Teoremas de Thévenin, Norton y transferencia de potencia máxima.

8.3 Principios de linealidad y superposición.

8.4 Fuentes prácticas.

9 CIRCUITOS RC Y RL en CD

9.1 Constantes de tiempo, transitorio y estado permanente de CD

10 CIRCUITOS RLC

10.1 Circuitos RLC serie y paralelo.

10.2 Respuesta de estado transitorio y permanente de CD de circuitos RLC.

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA.

1 Explicar la importancia del lenguaje de las mediciones eléctricas.

1.1 Describir lo que es carga, voltaje, corriente y resistencia.

1.2 Describir lo que es un nodo, malla, rama y una conexión

1.3 Explicar el papel de los dispositivos de protección de circuitos.

2 Medidores analógicos y digitales de CA y CD.

2.1 Comprender el principio de operación de los diferentes medidores electromecánicos y electrónicos más sencillos, sus usos y limitaciones al emplearlos como voltímetros y amperímetros de ca y cd. Entendiendo el concepto de sensibilidad, error y exactitud.

2.2 Explicar la operación del óhmetro, sus limitaciones e inexactitudes.

3 Conocimiento del funcionamiento y operación del osciloscopio.

3.1 Describir y explicar los controles del osciloscopio que se emplean con mayor frecuencia.

3.2 Conocer la operación correcta de un osciloscopio, saber cómo encenderlo y cómo presentar un trazo exacto de la señal que se está midiendo. Saber medir cantidades tales como voltaje, corriente, tiempo y frecuencia.

4 Conocer la importancia y propiedades de las resistencias en los circuitos eléctricos.

4.1 Resumir las propiedades de los tipos de resistencias que con más frecuencia se encuentran comercialmente.

4.2 Identificar en forma visual la resistencia y la tolerancia de las resistencias de composición de carbón empleando el código de colores.

4.3 Describir las diferentes técnicas de medición de resistencia, en orden de exactitud creciente: el método del voltímetro- amperímetro, el óhmetro y el puente de Wheatstone. Se analizarán técnicas adicionales que se deben emplear para medir valores de resistencia muy bajos o muy altos.

5 Descripción de las propiedades de los capacitores e inductores.

5.1 Resumir las características de los capacitores de mica, cerámica, papel, película plástica, electrolíticos y aceite, así como la estructura y configuraciones de los inductores.

5.2 Describir y explicar los modelos de circuito equivalente de capacitores e inductores reales.

5.3 Explicar las diferentes técnicas de medición de capacitancia e inductancia: el método del constante de tiempo, los circuitos de puente y el puente de impedancias.

6 Aprender cómo se determinan y qué significan las características de voltaje contra corriente para dispositivos eléctricos de dos y tres terminales.

6.1 Determinación de la característica V-I empleando el método de puntos.

6.2 Conocer las técnicas y conexiones necesarias para la determinación de la característica V-I mediante el uso del osciloscopio.

7 Introducción al simulador Pspice en CD

7.1 Conocer el formato específico requerido por PSpice para los distintos elementos de circuitos: resistencias, capacitores, inductores, fuentes independientes y dependientes de voltaje y corriente.

7.2 Resumir los comandos de control de solución en pspice, ". DC", ". TRAN". Descripción de las declaraciones de control de salida " PLOT PRINT", ".WIDTH".

7.3 Realización de simulaciones de circuitos eléctricos en CD.

8 Comprobación de las reglas, teoremas y leyes básicas de circuitos eléctricos en CD usando resistencias con fuentes independientes y dependientes de voltaje y de corriente.

8.1 Repasar las leyes de Ohm y de Kirchhoff y verificarlas mediante la solución teórica e implementación práctica de circuitos eléctricos.

8.2 Explicar los teoremas de Thévenin, Norton y transferencia de potencia máxima y verificarlos prácticamente .

8.3 Validar los principios de linealidad y superposición mediante la implementación práctica de algunos circuitos.

8.4 Medición de la resistencia interna de fuentes reales de cd .

9 Observar el comportamiento de los circuitos RC Y RL tanto en estado transitorio como en estado estable en CD

9.1 Obtención práctica de constantes de tiempo de circuitos RC y RL mediante la aplicación de entradas tipo escalón. Medir sus voltajes y corrientes en estado
permanente de CD.

10 Observar el comportamiento de los circuitos RLC, analizando su respuesta transitoria, su respuesta ante la excitación en CD

10.1 Observar el comportamiento transitorio de los circuitos RLC serie y paralelo sobre-amortiguado, críticamente-amortiguado y bajo-amortiguado.

10.2 Comprobar el comportamiento de circuitos RLC ante la excitación en CD

METODOLOGIA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Los alumnos deberán asistir 2 horas semanales al laboratorio y hacer los preinformes e informes que se pidan.

Aplicación de un simulador computacional para la solución teórica de problemas.

TIEMPO ESTIMADO POR TEMA.

Tema 1 2 horas

Tema 2 2 horas

Tema 3 4 horas

Tema 4 4 horas

Tema 5 4 horas

Tema 6 2 horas

Tema 7 4 horas

Tema 8 4 horas

Tema 9 4 horas

Tema 10 2 horas

Total 32 horas

POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS

Trabajo en el laboratorio, preinformes e informes 100 %

LIBRO(S) DE TEXTO

Bibliografía Actualizada

Wolf & Smith.

Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio.

Prentice Hall Hispanoamericana, 1992.

LIBRO(S) DE CONSULTA

Cooper & Helfrick.

Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición.

Prentice Hall Hispanoamericana, 1991.

Hayt & Kemmerly.

Engineering circuits analysis.

McGraw-Hill, 1993.

Norton, H. N.

Handbook of transducer for electronic measuring system.

Prentice Hall, 1969.

Maloney T.

Electrónica industrial: dispositivos y sistemas.

Prentice Hall Hispanoamericana 1983.

Johnson, Hilburn & Johnson.

Análisis básico de circuitos eléctricos.

Prentice Hall Hispanoamericana 1991.

ECG, Semiconductors master replacement guide.

Philips ECG, 1989.

MATERIAL Y/O SOFTWARE DE APOYO

PSpice, MicroSim Corporation.

PERFIL DEL MAESTRO

Profesor con maestría en ingeniería eléctrica o electrónica y, preferentemente, con carrera de ingeniería eléctrica

Fecha de la última actualización: 17 de 2003(M)