Syllabus 2015 Circuitos Eléctricos 1 (PUCP)

1. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
ESTUDIOS GENERALES CIENCIAS
PROGRAMA ANALÍTICO
CURSO : CIRCUITOS ELÉCTRICOS 1 (CE1)
CLAVE : IEE148
TIPO : OBLIGATORIO PARA LAS ESPECIALIDADES DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INGENIERÍA DE
LAS TELECOMUNICACIONES
CRÉDITOS : 4.00
HORAS DE TEORÍA : 3 SEMANALES
HORAS DE PRÁCT. : 2 QUINCENALES
HORAS DE LAB. : 2 QUINCENALES
REQUISITOS : [FIS149]
SEMESTRE : 2015-1
I. Objetivos del curso
Al término del semestre, el estudiante enumerará los principios y leyes de los circuitos eléctricos, las
herramientas necesarias para el análisis de circuitos eléctricos, y los principios del análisis de la corriente
alterna. Además, señalará los componentes y propiedades de los circuitos eléctricos de corriente continua y
de circuitos en estado transitorio. Así mismo, el estudiante señalará los elementos involucrados en la
realización de cada experimento y mediante estos desarrollará la capacidad de trabajo en grupo y de análisis.
II. Metodología
Se promueve la participación activa de los estudiantes, en forma de preguntas y respuestas, para facilitar la
comprensión de los temas tratados.
En el laboratorio, se desarrollan diferentes experiencias, en grupos de dos estudiantes, que permiten
comprobar y verificar las leyes de los circuitos eléctricos en régimen permanente y transitorio. La evaluación
está a cargo de los jefes de práctica, quienes toman en cuenta la puntualidad, las pruebas escritas, el
desempeño y los informes de cada laboratorio.
Las consultas que el estudiante necesite realizar al profesor del curso las puede hacer durante la clase (si el
tema corresponde), fuera de ella (en los horarios de asesoría que el profesor proporciona) o por correo
electrónico.
III. Sumilla
Se exponen los principales conceptos y procedimientos asociados a la especialidad; entre ellos, la corriente,
el voltaje, leyes de Ohm y de Kirchoff, los métodos de solución y análisis de circuitos. También se estudian
los elementos de almacenamiento de energía en estado estable y transitorio y se efectúa el análisis del
comportamiento de los circuitos eléctricos en el dominio del tiempo.
IV. Descripción del programa
CAPÍTULO 1. Elementos, variables y leyes circuitales (3 horas)
Repaso de las fuentes independientes y leyes circuitales (Ohm, Kirchoff) y terminología. Asociación de
resistencias (serie y paralelo). Divisor de voltaje y de corriente. Transformaciones Delta - Estrella.
CAPÍTULO 2. Fuentes dependientes (3 horas)
Introducción. Definiciones. Circuitos con fuentes dependientes. Aplicaciones de fuentes dependientes en el
modelado de circuitos.
CAPÍTULO 3. Análisis de circuitos: métodos y teoremas (9 horas)
Introducción y repaso de los métodos básicos y casos especiales. Análisis nodal y de mallas con fuentes
dependientes e independientes. Dualidad y linealidad. Método de superposición. Teoremas de Thévenin y
Norton con fuentes dependientes e independientes. Aplicaciones del Teorema de Thévenin. Máxima
transferencia de potencia. Simetría y sustitución.
CAPÍTULO 4. Amplificadores operacionales (4 horas)
Introducción. Características básicas de los amplificadores operacionales. Circuitos básicos con
amplificadores operacionales.

2. Programa analítico de Circuitos eléctricos 1
CAPÍTULO 5. Redes de dos puertos (4 horas)
Introducción. Parámetros de resistencia en redes. Parámetros de conductancia. Parámetros híbridos.
Parámetros de transmisión. Aplicaciones básicas de las redes de dos puertos.
CAPÍTULO 6. Elementos de almacenamiento de energía (5 horas)
Introducción. El condensador. Asociación de condensadores y almacenamiento de energía. La inductancia.
Asociación de bobinas y almacenamiento de energía. Análisis de circuitos que emplean elementos de
almacenamiento de energía.
CAPÍTULO 7. Sistemas de primer orden (5 horas)
Introducción. Respuesta natural de sistemas de primer orden. Circuitos RC y RL. Solución de la ecuación de
primer orden. Respuesta a un escalón unitario de sistemas de primer orden. Respuesta completa de sistemas
de primer orden. Conmutación secuencial.
CAPÍTULO 8. Sistemas de segundo orden (5 horas)
Introducción. Circuito RLC en paralelo. Respuesta natural y a un escalón unitario. Circuito RLC en serie.
Respuesta natural y a un escalón unitario.
CAPÍTULO 9. Corriente alterna (4 horas)
Corriente, tensión, potencia y energía sinusoidal en el dominio del tiempo. Concepto de circuito eléctrico de
corriente alterna. Deducción analítica instantánea de la corriente, tensión, potencia y energía eléctrica
sinusoidal en circuitos (Resistivos, Inductivos, Capacitivos, Resistivos – Capacitivos, Resistivos – Inductivos,
Resistivos - Inductivos – Capacitivos). Concepto de la potencia activa, reactiva y aparente en el dominio del
tiempo. Problemas de aplicación.
V. Descripción de las sesiones de laboratorio
SESIÓN 1. Método de los voltajes de nodos y de las corrientes de mallas con fuentes de voltaje y
corriente independientes y dependientes
Aplicación de los principios del análisis de circuitos por el método de voltajes de nodos y corrientes de mallas
cuando estos estén constituidos por resistencias o resistores y fuentes de voltaje y corriente, tanto
independientes como dependientes.
SESIÓN 2. Teoremas de Thévenin y Norton con fuentes de voltaje y corriente independientes y
dependientes
Aplicación de los principios del análisis de circuitos utilizando los teoremas de Thévenin y Norton cuando
están constituidos por resistencias o resistores y fuentes de voltaje y corriente, tanto independientes como
dependientes.
SESIÓN 3. Máxima transferencia de potencia y superposición con fuentes de voltaje y corriente
independientes y dependientes
Determinación de la máxima transferencia de potencia. Superposición en circuitos que contienen fuentes de
corriente y voltaje dependientes e independientes.
SESIÓN 4. Circuitos con elementos de almacenamiento de energía RL y RC
Analizar la operación de los circuitos eléctricos haciendo uso elementos de almacenamiento de energía.
Estudiar el comportamiento de los circuitos RL y RC en estado estacionario o estable y transitorio en
aplicación de un pulso en la entrada del circuito.
SESIÓN 5. Circuitos RLC serie y paralelo
Análisis de circuitos con dos elementos de almacenamiento de energía. Conocer los tres tipos de respuestas
transitorias (Sobre amortiguada, Críticamente amortiguada y Sub-amortiguada). Para la respuesta forzada, se
aplicará como señal forzante a una onda cuadrada con cierta amplitud y frecuencia para observar con
suficiencia los tres tipos de respuesta transitoria cambiando el parámetro de resistencia R del circuito RLC a
utilizar.
SESIÓN 6. Corriente alterna
Análisis de circuitos en función del tiempo, de modo que el estudiante pueda comparar la respuesta de un
mismo circuito cuando la fuente de alimentación del mismo depende del tiempo y cuando es independiente
del mismo.
VI. Bibliografía
• Separata del curso
• Texto guía
NILSSON, James W. y Susan A. Riedel
2001 Circuitos eléctricos. Sexta edición. México D.F.: Pearson Education.
• Textos complementarios
BOYLESTAD, Robert L. y James Svoboda
1998 Análisis introductorio de circuitos. Octava edición. México D.F.: Prentice Hall.
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3. Programa analítico de Circuitos eléctricos 1
DORF, Richard
2000 Circuitos eléctricos: Introducción al análisis y diseño. Tercera edición. México D.F.:
Alfaomega.
JOHNSON, David E. y otros
1996 Análisis básico de circuitos eléctricos. Quinta edición. México D.F.: Prentice Hall
Hispanoamericana.
VII.Sistema de evaluación
Reglamento
Los promedios de prácticas se calculan con aproximación hasta las décimas. Cualquiera sea la cifra de las
centésimas, no se tomará en cuenta.
La nota final del curso se expresa solo en números enteros. Si el cálculo de la nota final da un total con
decimales, debe convertirse esa cifra a enteros (se añade un punto a la nota si el primer decimal es cinco o
más; se elimina el decimal si es menor de 5).
La nota final del curso se calculará utilizando la fórmula que a continuación se detalla. En ella se usa la
siguiente nomenclatura:
Nf : nota final
E1 : nota del primer examen (medio ciclo)
E2 : nota del segundo examen (final)
Pra : promedio de prácticas de tipo Pa (incluye las de tipo Pc que hubieran), tipo Pd o tipo Pe.
Para efectos de obtener el promedio de prácticas de tipo Pa no se toma en cuenta la práctica
con calificativo más bajo.
Prb : promedio de prácticas de tipo Pb, eliminando la nota más baja.
10
bPra2Pr24E13E
fN
+++
=
Para los alumnos que rindan el examen especial, este reemplazará al examen al cual el alumno faltó según
los artículos 5° y 41° del Sistema de Evaluación.
San Miguel, marzo de 2015
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