Guía docente de Circuitos Eléctricos: Teoría e Instrumentación (2671124)

Se recomienda haber cursado la materia de Física y estar cursando las asignaturas Métodos Matemáticos I y II.

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0

• Conceptos fundamentales de Teoría de Circuitos.
• Análisis de Circuitos: teoremas fundamentales.
• Régimen sinusoidal estacionario.
• Funciones de red y filtros.
• Amplificación y realimentación.
• Técnicas experimentales en circuitos eléctricos e instrumentación.

El alumno adquirirá

• Capacidad de análisis y de síntesis.
• Habilidad para plantear cuestiones físicas relacionadas con el análisis de circuitos.
• Habilidad en el uso de herramientas matemáticas para resolver circuitos tanto en régimen transitorio como en régimen estacionario.
• Compromiso crítico

El alumno sabrá/comprenderá

• Los parámetros y variables que gobierna un circuito.
• Estrategias de análisis circuital.
• La respuesta en frecuencia de circuitos así como de circuitos selectivos en frecuencia.
• Técnicas de análisis de transitorios tales como la transformada de Laplace y la transformadas de Fourier.
• Herramientas de cálculo mediante ordenador.

El alumno será capaz de

• Resolver problemas relacionados con los circuitos lineales tanto en régimen transitorio como en régimen estacionario.
• Resolver problemas de potencia así como circuitos acoplados magnéticamente.
• Analizar la respuesta en frecuencia de circuitos incluso con amplificadores operacionales (filtros activos).

CONTENIDOS:

Variables y elementos de un circuito eléctrico

1. Circuitos eléctricos y corriente
2. Voltaje. Sistemas de unidades
3. Potencia y energía en un circuito
4. Elementos activos y pasivos. La resistencia
5. Condensadores y energía almacenada en un condensador
6. Inductores y energía magnética en un inductor
7. Fuentes independientes y dependientes

Leyes, Métodos de Análisis y Teoremas en circuitos resistivos.

1. Leyes de Kirchhoff. Asociación serie y paralelo en resistencias y en fuentes
2. Métodos de las tensiones de nudo
3. Método de las corrientes de malla
4. Principio de superposición
5. Teoremas de Thevenin y Norton. Transformación de fuentes.
6. Máxima transferencia de potencia

El amplificador operacional

1. El amplificador operacional
2. El amplificador operacional ideal
3. Análisis de circuitos con amplificadores operacionales

Respuesta de los circuitos en el dominio del tiempo

1. Capacitores e inductores. Asociaciones series y paralelo
2. Respuesta de un circuito de primer orden
3. Respuesta de un circuito de segundo orden. Frecuencia compleja.

Análisis avanzado de Circuitos I. La Transformada de Laplace

1. Señales y formas de onda
2. La transformada de Laplace y sus propiedades
3. La transformada inversa de Laplace
4. Teoremas del valor inicial y final
5. Función de transferencia e impedancia
6. Convolución y estabilidad

Análisis avanzado de Circuitos II. Series de Fourier y Transformadas de Fourier

1. Series de Fourier. Representaciones y propiedades
2. La transformada de Fourier. Propiedades
3. Aplicaciones de la transformada de Fourier a los circuitos eléctricos
4. Teorema de Parseval
5. Transformada discreta de Fourier. Concepto de muestreo y frecuencia de Nyquist

Circuitos de corriente alterna

1. Senoides y fasores
2. Relación entre fasores en elementos pasivos. Concepto de impedancia y admitancia
3. Leyes de Kirchhoff en el dominio de la frecuencia. Asociación de impedancias
4. Métodos y teoremas en el dominio de la frecuencia.

Potencia y fenómenos de inducción

1. Potencia eléctrica. Potencia instantánea y potencia media
2. Valores eficaces de una forma señal periódica
3. Potencia compleja. Factor de potencia
4. Teorema de máxima transferencia de potencia
5. Inductores acoplados
6. Transformador ideal

Respuesta en frecuencia. Circuitos selectivos en frecuencia

1. Función de red. Función de transferencia
2. Diagrama de Bode
3. Circuitos de frecuencia selectiva. Filtros
4. Respuesta en frecuencia de un amplificador operacional. Filtros activos

Los alumnos realizarán cinco prácticas, una por sesión:

1. Estudio experimental de la Ley de Ohm y del Teorema de Thevenin.
2. Circuitos con amplificador operacional.
3. Circuitos de primer orden.
4. Estudio de circuitos resonantes.
5. Circuito magnético y transformador.

• DORF Richard. C. y SVODOVA, James A.: Introduction to Electric Circuits. 8th Edition. Ed. John Wiley & Sons, 2011.
• NAHOI Mahmood y EDMINISTER, Joseph A.: Circuitos eléctricos. 4ª Ed. McGraw Hill.
• ZENG G.L., ZENG M.: Electric Circuits. Springer, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-60515-5.
• NILSSON James. W., RIEDEL Susan A. Circuitos eléctricos. Prentice Hall 7ª Ed., 2005.
• HAYT William H., KEMMERLY Jack E. and DURBIN Steven M., Análisis de circuitos en ingeniería. 7th Ed. McGraw Hill, 2007

• CARLSON A. Bruce. Circuitos, Ed. Thomson Learning, 2001.
• CHARLES K. ALEXANDER, MATTEWN. “Fundamentos de circuitos eléctricos”. MacGraw-Hill.
• JOSÉ LUIS PADILLA DE LA TORRE e ISABEL MARÍA TIENDA LUNA: “Fundamentos Físicos y Tecnológicos, Parte II Electrónica”, Ed. Técnica AVICAM, 2019.
• GARRIDO SUÁREZ C. CIDRÁS PIDRÉ, J. “Problemas de circuitos eléctricos”. Serie Reverté.
• EDMINISTER,J.: “Teoría y problemas de circuitos eléctricos”, Schaum
• BOYLESTAD, ROBERT L. “Análisis Introductorio de Circuitos”. Pearson.

• http://www.electronics-lab.com/downloads/schematic/013/ : Programa de diseño y simulación analógica y digital (Pspice versión de estudiante 9.1 )
• https://www.circuitlab.com/editor/ Simulador de circuitos eléctricos y electrónicos.
• http://www.dcaclab.com/en/lab/ Simulador de circuitos básicos

• MD01. Lección magistral/expositiva 

La evaluación de la asignatura será continuada y se realizará a partir de los resultados de los trabajos de seminario, teóricos (problemas) y prácticos así como de los exámenes en los que los estudiantes tendrán que demostrar las competencias adquiridas.

La evaluación de la materia se realizará mediante:

• Exámenes escritos de teoría-problemas. Se realizará un examen teórico que consistirá en la resolución de un conjunto de problemas relativos al temario impartido y cuyo grado de dificultad es parecido a los abordados en las relaciones de problemas:
  • Se permitirá el uso de calculadora no programable sin capacidad de transmitir información ni almacenamiento de información.
  • Se debe contestar a todas y cada una de los problemas propuestos
  • Se dará importancia a los comentarios y razonamientos utilizados en la resolución de los problemas.
• Prácticas de laboratorio. Se evalúan mediante: asistencia obligatoria al 80% de las sesiones, la evaluación continua durante las sesiones, cuadernos de laboratorio y sesión de evaluación.

Para aprobar la asignatura, hay que obtener una puntuación igual o superior a 5 en cada una de las partes de la asignatura.

Para la calificación final, se aplicarán las siguientes ponderaciones:

• Examen de teoría-problemas: 65% de la calificación final.
• Cuestiones de clase: 10% de la calificación final.
• Prácticas de laboratorio: 25 % de la calificación final.

Evaluación por incidencias: Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación (ordinaria, extraordinaria y única final) o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

Para los estudiantes que no han superado la asignatura, tendrán un examen extraordinario a fijar por la Comisión Docente de Físicas. Dicho examen consistente en (sin compensación entre partes)

• Un examen escrito de problemas sobre todo el contenido impartido durante el curso (75% de la nota final)
• Un examen de prácticas en el laboratorio, se tendrá que realizar un examen de prácticas en el laboratorio (25% de la nota final).
• La ponderación en la calificación final de cada parte es la misma que la indicada en la evaluación continua.

De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

Se realizará un examen escrito el día de la evaluación final consistente en una resolución de problemas (75% de la nota final) y la realización de un examen de prácticas en el laboratorio (25% de la nota final).

Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE). Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016. Inclusión y Diversidad de la UGR. En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales. Al respecto de las prácticas de laboratorio. El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).