Características de las guías de laboratorio

Se diseñaron ocho guías de laboratorio, que sirven de apoyo a la ejercitación de contenidos abordados previamente en conferencias y clases prácticas correspondientes. Sus características se describen a continuación:

Dentro de Matemática III del primer semestre de segundo año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica se diseñaron tres g uías de laboratorio con los títulos:

Serie de Fourier: en esta guía se describe cómo calcular la serie de Fourier en senos solamente, cosenos solamente y en senos y cosenos que genera una función si cumple las condiciones de Dirichlet e incluye ejercicios de cálculo de voltajes y corrientes de resistencias en circuitos monofásicos con estímulo no sinusoidal periódico, aplicando Ley de Kirchhoff de Voltajes y Ley de Ohm. Se calcula la serie de Fourier generada por el estímulo aplicado al circuito y para cada armónico se determina la corriente y el voltaje de cada elemento del circuito. Se analiza además gráficamente la convergencia de la serie trigonométrica de Fourier generada por una función y la propia función.

incluye ejercicios para resolver ecuaciones diferenciales lineales ordinarias de primer orden y de orden superior. El cálculo de corrientes y voltajes en circuitos RL y RC conlleva a la solución de ecuaciones diferenciales lineales ordinarias homogéneas y no homogéneas de primer orden, aplicando Ley de Kirchhoff de Voltajes y Ley de Ohm; y resolver este tipo de ecuaciones diferenciales permite el cálculo de voltaje de salida en amplificadores operaciones integradores conocida la señal de voltaje aplicada a la entrada. Además, se da solución a ecuaciones diferenciales lineales ordinarias, homogéneas y no homogéneas, de orden superior con coeficientes constantes para calcular corrientes y voltajes en circuitos RLC serie y paralelo aplicando Ley de Kirchhoff de Voltajes, Ley de Ohm y Método de Voltajes de Nodos. Se describe además cómo obtener analítica y gráficamente la respuesta forzada y transitoria de voltajes y corrientes de capacitores e inductores a partir de la solución de estas ecuaciones.

Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales ordinarias: contiene ejercicios para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales y ejercicios de cálculo de corrientes y voltajes en circuitos RLC ramificados aplicando Ley de Kirchhoff de Voltajes, Ley de Ohm y Método de Corrientes de Mallas.

Dentro de Matemática IV del segundo semestre de segundo año de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica se diseñaron cinco guías de laboratorio, con los siguientes temas:

Cálculo con números complejos: se describe el concepto de fasor empleado en Circuitos Eléctricos II e incluye ejercicios de cálculo de combinadas con números complejos. Contiene ejercicios de cálculo de corrientes, voltajes y potencia en circuitos RLC, cuyos resultados se expresan en forma binómica y polar, que conducen a ecuaciones y sistemas de ecuaciones algebraicas con números complejos, resultado de aplicar Ley de Kirchhoff de Voltajes,

Análisis de circuitos eléctricos mediante la transformada de Laplace: se define cómo calcular la transformada de Laplace directa e inversa de una función, cuáles son sus aplicaciones y las ventajas de usarla para calcular voltajes y corrientes en circuitos RLC, expresando estas magnitudes eléctricas en el dominio de la frecuencia compleja s y teniendo en cuenta las condiciones iniciales del circuito; y ejercicios de cálculo de voltaje de salida y ganancia de voltaje de amplificadores operacionales.

Aplicaciones de la transformada Z en el análisis de procesamiento digital de señales: se define cómo calcular la transformada Z directa e inversa de una función. Contiene ejercicios de cálculo de transformada Z directa e inversa de señales discretas aplicadas a sistemas de procesamiento digital y la obtención de su señal de salida.

Aplicaciones de la transformada de Fourier: esta se divide en dos temas:  Transformada de Fourier continua: se define cómo calcular la

transformada de Fourier continua directa e inversa, se declaran sus propiedades y cuál es su utilidad en las comunicaciones. Contiene ejercicios de cálculo de transformada directa e inversa, de espectros de magnitud y fase, analítica y gráficamente, de señales de voltaje y corriente en circuitos RLC aplicando Ley de Kirchhoff de Voltajes y Método de Corrientes de Mallas y de señales de sistemas de comunicaciones usando la propiedad de traslación en frecuencia de la transformada de Fourier continua.

 Transformada de Fourier de Tiempo Discreto (DTFT) y Transformada Discreta de Fourier (DFT): se define cómo calcular estas transformadas, directa e inversa, su utilidad en las comunicaciones y cómo se puede obtener la transformada en un dominio a partir de otra. Contiene ejercicios de cálculo y representación grá fica de espectros de magnitud y fase de señales aplicadas a sistemas de procesamiento digital, definición y cálculo del ancho de banda de

Aplicaciones de la función transferencial desde la transformada de Laplace, Z y Fourier: se define cómo calcular la función transferencial de un sistema, conocida su señal de entrada y señal de salida correspondiente y a partir de ella su respuesta impulsiva. Contiene ejercicios de cálculo, análisis y representación gráfica de espectros de magnitud y fase de la función transferencial de un sistema de procesamiento digital; cómo determinar la respuesta impulsiva, respuesta al escalón, tiempo de establecimiento y tipo de amortiguamiento del sistema; obtención de su diagrama de polos y ceros y análisis de la estabilidad del sistema; cálculo de función transferencial en el dominio de una transformada partir de una conocida; cálculo de la señal de salida de un sistema a partir de la señal aplicada a su entrada y su potencia en el tiempo y en la frecuencia aplicando el Teorema de Parseval. Además, contiene ejercicios de cálculo de función de transferencia de redes RLC, donde se emplea la transformada de Laplace, y representación de señales de voltaje y corriente relacionadas por dicha función transferencial. Los ejercicios incluidos en las guías de laboratorio diseñadas son de aplicaciones prácticas que se abordan en asignaturas de disciplinas de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, relacionadas con temas de Matemática III y Matemática IV para que el estudiante de segundo año pueda resolver. Las guías de laboratorio diseñadas se muestran en el anexo I.