E00831. CIRCUITOS ELECTRICOS I.
(3-0-8. Requisito:Haber aprobado F00812 o Ma00816 . 3 IEC, 3 IFI, 3 IME, 3 IMT, 4 ISE).
Requisito
para planes de transición:Haber aprobado F00812 o Ma95816.
Equivalencia: E95831.
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SISTEMA ITESM
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E00831. CIRCUITOS ELECTRICOS I.
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OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA.
Presentar al alumno de ingeniería
eléctrica la teoria fundamental de circuitos eléctricos necesaria
para poder modelar la mayoría de los dispositivos y sistemas objeto de
esta area del conocimiento. En este primer curso se cubren las definiciones
básicas de los elementos de un circuito así como las leyes que
los rigen junto con los métodos generales de análisis y algunas
técnicas útiles. Al final del curso se analizan circuitos de primer
y segundo orden en el tiempo.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO.
1. UNIDADES, DEFINICIONES, LEYES EXPERIMENTALES Y CIRCUITOS SENCILLOS.
1.1 Introducción.
1.2 Sistemas de unidades.
1.3 Carga, corriente, voltaje y potencia.
1.4 Elementos de un circuito y tipos de circuitos.
1.5 Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff.
1.6 Análisis de circuitos de una sola trayectoria y de un par de nodos.
1.7 Combinación de resistencias y fuentes.
1.8 División de voltaje y
corriente.
2. METODOS DE ANALISIS DE CIRCUITOS.
2.1 Método de nodos.
2.2 Metodo de mallas.
2.3 Sistemas lineales y superposición.
2.4 Transformación de fuentes.
2.5 Teoremas de Thevenin y Norton.
3. INDUCTANCIAS Y CAPACITANCIAS
3.1 La inductancia.
3.2 La capacitancia.
3.3 Combinación de inductancias y capacitancias.
3.4 Consecuencias de la linealidad
en inductancias y capacitancias.
4 ANALISIS DE CIRCUITOS RL Y RC SIN FUENTES.
4.1 Circuito RL sin fuente.
4.2 Propiedades de la respuesta exponencial.
4.3 Circuitos RL más generales.
4.4 Circuito RC sin fuente.
4.5 Circuitos RC más generales
5 ANALISIS DE CIRCUITOS RL Y RC CON FUENTES CONSTANTES
5.1 La función forzadora con forma de escalón unitario.
5.2 Analisis de circuitos RL con fuente constante.
5.3 La respuesta natural y la respuesta forzada.
5.4 Analisis de circuitos RL y RC
con fuentes constantes.
6 ANALISIS DE CIRCUITOS RLC.
6.1 Circuitos RLC serie sin fuentes.
6.2 Circuitos RLC serie bajo amortiguado.
6.3 Circuito RLC serie críticamente amortiguado
6.4 Circuitos RLC serie sobre amortiguado.
6.5 Circuito RLC paralelo sin fuentes.
6.6 Circuitos RLC serie y paralelo con fuentes constantes.
6.7 Circuito LC sin pérdidas.
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE
POR TEMA.
1. UNIDADES, DEFINICIONES, LEYES EXPERIMENTALES Y CIRCUITOS SENCILLOS.
1.1 Explicar la importancia de los circuitos eléctricos en ingeniería eléctrica.
1.2 Recordar los sistémas de unidades y las unidades utilizadas en ingeniería eléctrica.
1.3 Definir ampliamene los conceptos de carga, corriente, voltaje, potencia y energía.
1.4 Definir los elementos de un circuito y tipos básicos de circuitos.
1.5 Explicar y aplicar la Ley de Ohm y las Leyes de Kirchhoff al análisis de circuitos.
1.6 Análisis de circuitos de una sola trayectoria y de un par de nodos.
1.7 Aplicar la combinación de resistencias y fuentes en la reducción de un circuito.
1.8 Aplicar las técnicas
de división de voltaje y corriente en el análisis de circuitos.
2. METODOS DE ANALISIS DE CIRCUITOS.
2.1 Deducir y aplicar el método de nodos al análisis de circuitos.
2.2 Deducir y aplicar el método de mallas al análisis de circuitos.
2.3 Aplicar las propiedades de los sistemas lineales y el principio de superposición al análisis de circuitos eléctricos.
2.4 Aplicar la técnica de transformación de fuentes a la solución de problemas de circuitos.
2.5 Explicar ampliamente los teoremas
de Thevenin y Norton y su aplicación en la solución de problemas
de análisis de circuitos.
3. INDUCTANCIAS Y CAPACITANCIAS
3.1 Definir la relaciones de voltaje y corriente en una inductancia.
3.2 Definir la relaciones de voltaje y corriente en una capacitancia.
3.3 Determinar los circuitos equivalentes que resultan de la combinación de inductancias y capacitancias.
3.4 Indicar las consecuencias de
la linealidad en inductancias y capacitancias.
4 ANALISIS DE CIRCUITOS RL Y RC SIN FUENTES.
4.1 Analizar en el dominio del tiempo el circuito RL sin fuente.
4.2 Mostrar las propiedades de la respuesta exponencial de los sistemas de primer orden.
4.3 Analisis de circuitos RL más generales.
4.4 Analizar en el dominio del tiempo el circuito RC sin fuente.
4.5 Analisis de circuitos RC más
generales
5 ANALISIS DE CIRCUITOS RL Y RC CON FUENTES CONSTANTES
5.1 Presentación de la función forzadora con forma de escalón unitario.
5.2 Analisis de circuitos RL con fuente constante.
5.3 Explicar las respuestas natural y forzada presentes en el análisis de circuitos de primer orden con excitación constante.
5.4 Analisis de circuitos RL y RC
con fuentes constantes.
6 ANALISIS DE CIRCUITOS RLC.
6.1 Analizar circuitos RLC serie sin fuentes.
6.2 Analizar el circuitos RLC serie bajo amortiguado.
6.3 Analizar el circuito RLC serie críticamente amortiguado
6.4 Analizar el circuitos RLC serie sobre amortiguado.
6.5 Analizar circuito RLC paralelo sin fuentes.
6.6 Analizar circuitos RLC serie y paralelo con fuentes constantes.
6.7 Analizar el circuito LC sin
pérdidas.
METODOLOGIA SUGERIDA Y ACTIVIDADES
DE APRENDIZAJE.
Exposición de los temas por parte del maestro, aplicación del tema expuesto en problemas sencillos y asignación de tareas que refuerzen el material visto en el salón de clase.
Desarrollo de problemas aplicados
en la ingeniería eléctrica, electrónica y de comunicaciones.
TIEMPO ESTIMADO POR TEMA.
Tema 1 8 horas
Tema 2 10 horas
Tema 3 3 horas
Tema 4 7 horas
Tema 5 7 horas
Tema 6 10 horas
Examen 1 1 hora
Examen 2 1 hora
Examen 3 1 hora
Total 48 horas
POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS.
3 exámenes parciales 60%
Tareas del libro de texto 10%
Examen final integrador 30%
LIBRO(S) DE TEXTO.
Williams H. Hayt & Jack E. Kemmerly
Engineering circuits analysis
McGraw Hill, Inc., 5ta. edición,
1993.
Apoyos Tecnológicos para el curso
LIBRO(S) DE CONSULTA.
Existen un gran número de libros de circuitos eléctricos de los siguentes autores:
Balabanian, Nilson, Johnson, Close,
Cuninham, Dorf, Huelsman, Romanowitz, Sander, Scott, Grodzinzky, Jackson, Ryder,
etc.
MATERIAL Y/O SOFTWARE DE APOYO.
Puede utilizarse el paquete de
PSPICE de MicroSim Corporation.
PERFIL DEL MAESTRO.
Profesor con maestrìa y/o doctorado en ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica o ingeniería de comunicaciones.