Equivalencia: NT.

SISTEMA ITESM
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OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA.

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

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 senoidal. Introducción al uso del simulador PSpice para el análisis de circuitos.

TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO

1 LENGUAJE DE LAS MEDICIONES ELECTRICAS

1.1 Ondas senoidales, frecuencia y fase.

1.2 Valor promedio y valor cuadrático medio (RMS).

1.3 Dispositivos de protección de circuitos.

2 MEDIDORES ANALOGICOS Y DIGITALES DE CA

2.1 Voltímetros amperímetros y Wáttmetros de CA .

3 EL OSCILOSCOPIO EN CA.

3.1 Operación del osciloscopio.

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

4.1 Característica V-I por puntos.

4.2 Característica V-I mediante osciloscopio.

5 EL SIMULADOR PSPICE en CA

5.1 Definición de elementos.

5.2 Comandos de análisis en CA.

5.3 Simulación.

6 REGLAS, TEOREMAS Y LEYES BASICAS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS en CA

6.1 Leyes de Ohm y de Kirchhoff.

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

6.3 Principios de linealidad y superposición.

6.4 Fuentes prácticas.

7 CIRCUITOS RLC

7.1 Circuitos RLC serie y paralelo en resonancia

7.2 Respuesta de estado permanente de CA de circuitos RLC.

8 FILTROS ELECTRICOS

8.1 Funciones de redes.

8.2 Polos y ceros.

8.3 Respuesta de Frecuencia de los Diferentes Tipos de Filtros.

9 MEDICION DE POTENCIA EN CA

9.1 Medición de potencia en una fase

9.2 Medición de potencia en cargas monofásica a tres hilos

9.3 Medición de potencia en cargas trifásica

10 CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA

10.1 El rectificador controlado de silicio (SCR).

10.2 Aplicaciones simples del SCR.

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA.

1 Explicar la importancia del lenguaje de las mediciones eléctricas.

1.1 Elaborar una definición de onda senoidal, frecuencia y fase.

1.2 Ejemplificar el significado de valor promedio y valor cuadrático medio (RMS) para ondas variables con el tiempo.

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

2 Medidores analógicos y digitales de CA.

2.1 Comprender el principio de operación de los diferentes medidores electromecánicos y electrónicos más sencillos, sus usos y limitaciones al emplearlos como voltímetros, amperímetros y wáttmetro de CA, comprender el concepto de exactitud, sensibilidad y error en estos instrumentos de medición.

3 Conocimiento del funcionamiento y operación del osciloscopio para bajas y altas frecuencia.

3.1 Determinar el trazo exacto de la señal que se está midiendo. Saber medir cantidades tales como voltaje, corriente, tiempo a diferentes frecuencias, y determinar el desfasamiento entre una señal de corriente y otra de voltaje para entender el concepto de factor de potencia.

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

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

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

5 Introducción al simulador PSpice.

5.1 Resumir los comandos de control de solución en PSpice "AC", TRAN". Descripción de las declaraciones de control de salida " PLOT", " PRINT", " WIDTH".

5.2 Realización de simulaciones de circuitos eléctricos a frecuencia fija y frecuencia variable ( respuesta a la frecuencia)

6 Comprobación de las reglas, teoremas y leyes básicas de circuitos eléctricos en CA.

6.1 Repasar las leyes de OMM y de Kirchhoff y verificarlas mediante la solución teórica, simulada e implementación práctica de circuitos eléctricos.

6.2 Explicar los teoremas de Thévenin, Norton y transferencia de potencia máxima en CA y verificarlos prácticamente.

6.3 Validar los principios de linealidad y superposición mediante la implementación práctica de algunos circuitos en CA.

6.4 Medición de la resistencia interna de fuentes reales de CA.

7 Observar el comportamiento de los circuitos RLC, analizando su respuesta ante la excitación senoidal y su respuesta a la frecuencia.

7.1 Observar el comportamiento de los circuitos RLC serie y paralelo al aparecer el fenómeno de resonancia.

7.2 Comprobar el comportamiento de circuitos RLC ante la excitación senoidal a diversas frecuencias

8 Definir y explicar lo que son los filtros eléctricos.

8.1 Repasar los conceptos de impedancia y admitancia. Introducir el concepto conocido como función de red y función de transferencia.

8.2 Definir lo que son los polos y ceros de una función.

8.3 Obtención de la respuesta de frecuencia tanto de amplitud como en fase de filtros paso-bajo, paso-alto, paso-banda, supresor de banda y pasa-todo.

9 Conocer y aplicar los distintos métodos para medir potencia eléctrica en sistemas monofásicos y polifásicas de CA

9.1 Medición de potencia y factor de potencia en sistemas monofásicos , usando un Wáttmetro y por el método fasorial usando solo un amperímetro o un voltímetro.
9.2 Medición de potencia en sistemas a monofásicos a tres hilos 9.3 Medición de potencia trifásica, factor de potencia, KVAR en cargas conectas en estrella y en delta usando el método de los dos Wáttmetros, a demás de conocer y aplicar los métodos semi-indirectos e indirectos que usando transformadores de potencial y transformadores de corriente.

10Estudio del control de potencia eléctrica mediante dispositivos tiristores.

10.1 Describir la teoría y operación de los SCR.

10.2 Construir circuitos con SCR para controlar el encendido y la intensidad de un foco.

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 2 horas

Tema 4 2 horas

Tema 5 4 horas

Tema 6 4 horas

Tema 7 4 horas

Tema 8 4 horas

Tema 9 6 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)