ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
Programa sintético ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Datos básicos
Semestre Horas de teoría Horas de
práctica trabajo Horas adicional estudiante
Créditos
Optativo 2 3 2 7 Objetivos Al finalizar el curso el alumno obtendrá conocimientos generales de los
elementos y los circuitos de potencia, podrá analizarlos y manipular señales de alta potencia. Al mismo tiempo tendrá conocimientos sólidos sobre lógica digital y diseñará e implementará sistemas digitales en dispositivos de lógica programable.
Contribución
al Perfil de Egreso El estudiante aprenderá a redactar e interpretar documentación técnica, coordinar y supervisar la instalación, mantenimiento y funcionamiento de equipo e instalaciones industriales.
Competencias a
Desarrollar Competencias Genéricas Análisis y resolución de problemas, capacidad para trabajar bajo presión y ética laboral. Competencias
Profesionales Manipular señales de alta potencia. Analizar el comportamiento de circuitos de alta potencia. Diseñar e implementar sistemas digitales. Mantenimiento en procesos de producción industrial.
Temario Unidades Contenidos
Unidad 1 Introducción a la Electrónica de Potencia. Unidad 2 Dispositivos semiconductores de potencia. Unidad 3 Protecciones
Unidad 4 Lógica digital
Unidad 5 Sistemas combinacionales Unidad 6 Sistemas digitales secuenciales
Unidad 7 Aislamiento eléctrico de señales de control Métodos y
prácticas Métodos Se utilizará el aprendizaje basado en problemas y se fomentará el aprendizaje colaborativo mediante análisis y solución de ejercicios, en donde el profesor será un facilitador, promoviendo el aprendizaje significativo.
Prácticas El proceso enseñanza-aprendizaje se reforzará mediante prácticas en el laboratorio de Electrónica de potencia y laboratorio de Automatización para cada uno de los temas. El profesor fomentará el uso de las TIC’s y de programas especializados para solución y simulación de problemas.
Mecanismos y procedimientos de evaluación
Exámenes
parciales 1 Examen Departamental programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño ( 16 Sesiones )
2 Examen Departamental programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño ( 15 Sesiones )
3 Examen Departamental programado y evaluación del desarrollo de las competencias
Programa sintético
a través de las evidencias de desempeño ( 17 Sesiones )
4 Examen Departamental programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño ( 16 Sesiones )
Evidencias de
desempeño Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las competencias desarrolladas y que puede consistir de: • Cuadernillo de ejercicios resueltos
• Reportes de prácticas • Simulaciones
• Documentación de prototipos
• Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito, fotos y/o videos)
• Otras que el profesor considere pertinentes. Examen
ordinario Promedio de los exámenes parciales programados, prácticas y otras evidencias que muestren el aprendizaje del alumno basado en el desarrollo de competencias.
Examen
Extraordinario Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.
Examen a título Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen de
regularización Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Otros métodos y
procedimientos Empleo de software matemático como MAPLE y MATHCAD y foros educativos, en la resolución de proyectos enfocados a casos.
Otras actividades académicas requeridas
La participación en clases, trabajos extra-clase de investigación, tareas, asistencia a clases y trabajos en equipo.
Bibliografía básica de referencia
Electrónica de Potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones, Rashid M.H., Prentice Hall, ISBN: 978-970-260-532-4.
Electrónica Industrial Moderna, Timothy J. Maloney, 2006, Pearson Publications Company, ISBN: 978-9702606697
Sistemas digitales: Principios y aplicaciones,Tocci, Ronald J., Prentice Hall Electrónica Digital y Microprogramable, David Luque Sacaluga, José Luis Raya Cabrera, 2006, Alfaomega, ISBN-13: 978-9701511527.
Electrónica de Potencia: Componentes, Topologías y Equipos, Salvador Martínez García, Juan Andrés Gualda Gil, 2006, Thomson, ISBN: 978-8497323970
Programa Analítico ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Semestre Horas de teoría
por semana práctica por Horas de semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos Optativo 2 3 2 7 Objetivos
generales Al finalizar el curso el alumno obtendrá conocimientos generales de los elementos y los circuitos de potencia, podrá analizarlos y manipular señales de alta potencia. Al mismo tiempo tendrá conocimientos sólidos sobre lógica digital y diseñará e implementará sistemas digitales en dispositivos de lógica programable.
Objetivos
específicos Unidades Objetivo 1. Introducción a la específico Electrónica de
Potencia.
Conocer los elementos que conforman los circuitos y señales de potencia, sus principales características y su manejo.
2. Dispositivos semiconductores de potencia.
Identificar los dispositivos semiconductores de potencia que conforman los circuitos de potencia, analizar su comportamiento con señales básicas para su inclusión en el diseño de circuitos sencillos. .
3. Protecciones Conocer distintos métodos para proteger los circuitos de los efectos del alto voltaje debidos a fallas de diseño o inestabilidad en la línea eléctrica de alimentación.
4. Lógica digital Aprender las bases de la lógica digital como son los sistemas de numeración más utilizados y las operaciones matemáticas más comunes.
5. Sistemas
combinacionales Definir las funciones combinacionales utilizadas habitualmente y provistas como dispositivos integrados de mediana escala. Señalar la conexión entre lógica y aritmética binarias. Mostrar las posibilidades de diseño utilizando estos componentes 6. Sistemas digitales
secuenciales Proporcionar herramientas que permitan especificar de forma normalizada y, de ser posible cómoda, el funcionamiento de un sistema secuencial.
7. Aislamiento eléctrico de señales de control
Conocer los métodos de aislamiento eléctrico que permiten la conexión de un sistema electrónico-eléctrico con su respectivo sistema de control, para evitar daños a cualquiera de sus elementos.
Contribución al Perfil de Egreso
El estudiante aprenderá a redactar e interpretar documentación técnica, coordinar y supervisar la instalación, mantenimiento y funcionamiento de equipo e instalaciones industriales.
Competencias
a Desarrollar Competencias Genéricas Análisis y resolución de problemas, capacidad para trabajar bajo presión y ética laboral. Competencias
Profesionales Manipular señales de alta potencia. Analizar el comportamiento de circuitos de alta potencia. Diseñar e implementar sistemas digitales. Mantenimiento en procesos de producción industrial. D) Contenidos y métodos por unidades y temas
Tema 1.1 Introducción al modelado de circuitos de potencia
Subtemas 1.1.1 Generalidades: Fuente de energía, carga, interruptor. 1.1.1 Flujo de potencia y sistema retroalimentado
Tema 1.2 Introducción al análisis de circuitos de potencia
Subtemas 1.2.1 reglas para el análisis de circuitos de potencia
1.2.2 Desarrollo en serie: armónicos, potencia, valores eficaces. 1.2.3 Variables de estado
Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Programar sesiones en laboratorio de simulación para observar el
comportamiento de los circuitos electrónicos analógicos industriales. • Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer el
comportamiento real de los circuitos de potencia. • Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 2 Dispositivos semiconductores de potencia. Tema 2.1 Diodo de potencia
Subtemas 2.1.1 Estructura básica. Característica estática 2.1.2 Polarización inversa
2.1.3 Polarización directa 2.1.4 Características Dinámicas 2.1.5 Pérdidas en los dispositivos 2.1.6 Diodo schottky de potencia Tema 2.2 Transistor bipolar de potencia
Subtemas 2.2.1 Constitución del BJT 2.2.2 Funcionamiento del BJT 2.2.3 Transistor Darlington 2.2.4 El transistor en conmutación 2.2.5 Excitación del BJT 2.2.6 Consideraciones Térmicas 2.2.7 Avalancha secundaria
2.2.8 Zona de operaciones segura (SOA) Tema 2.3 Transistor de efecto de campo de potencia
Subtemas 2.3.1 Tecnologías de fabricación
2.3.2 Funcionamiento del transistor de efecto de campo de potencia 2.3.3 Diodo en antiparalelo
2.3.4 Características estáticas, dinámicas y térmicas 2.3.5 Área de operación segura
Tema 2.4 El Tiristor
Subtemas 2.4.1 Estructura básica y característica estática 2.4.2 Polarización Inversa
2.4.3 Polarización directa 2.4.4 Mecanismo de bloqueo
2.4.5 Características dinámicas: encendido y bloqueo dinámico 2.4.6 Disparo
2.4.7 Triac: funcionamiento y característica estática. Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Programar sesiones en laboratorio de simulación para observar el
comportamiento de los dispositivos semiconductores de potencia. • Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer el
comportamiento real de los dispositivos semiconductores de potencia. • Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 3 Protecciones.
Tema 3.1 Protección contra Sobreintensidad
Tema 3.2 Protección contra Derivada máxima de intensidad Tema 3.3 Protección contra Sobretensiones
Subtemas 3.3.1 Redes RC
3.3.2 Desconexión de la red 3.3.3 Desconexión de la carga
3.3.4 SVS (silicon surge voltaje supresor), Diodos de Selenio y MOV (Metal Óxido Varistor)
Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer las
consecuencias del uso de protecciones al voltaje de alta tensión. • Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 4 Lógica digital Tema 4.1 Sistemas numéricos
Subtemas 4.1.1 Sistema de numeración hexadecimal 4.1.2 Sistema de numeración binario 4.1.3 Sistema de numeración octal Tema 4.2 Códigos
Subtemas 4.2.1 Código BCD
4.2.2 Código Gray
4.2.3 Códigos alfanuméricos Tema 4.3 Operadores Lógicos
Subtemas 4.3.1 Tablas de verdad 4.3.2 Operación OR 4.3.3 Operación AND 4.3.4 Operación NOT
4.3.5 Implantación de circuitos a partir de expresiones booleanas Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 5 Sistemas combinacionales Tema 5.1 Forma de suma de productos Tema 5.2 Simplificación de circuitos lógicos Tema 5.3 Simplificación algebraica
Tema 5.4 Diseño de circuitos de lógica combinatorios Tema 5.5 Método de mapa de Karnaugh
Tema 5.6 Circuitos OR y NOR exclusivos Tema 5.7 Lógica programable
Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Programar sesiones en laboratorio de simulación para observar el
comportamiento de los sistemas combinacionales.
• Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer el comportamiento real de los sistemas combinacionales implantados en FPGA’s.
• Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 6 Sistemas digitales secuenciales Tema 6.1 Latch
Subtemas 6.1.1 Latch NAND
6.1.2 Latch NOR Tema 6.2 Flip flops sincronizados por reloj Subtemas 6.2.1 Flip-flop SC
6.2.2 Flip-flop JK 6.2.3 Flip-flop D
6.2.4 Aplicaciones de flip-flops Tema 6.3 Multivibradores
Subtemas 6.3.1 Multibibrador astable 6.3.2 Multivibrador monoestable Tema 6.4 Análisis de circuitos secuenciales
Lecturas y otros
recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Programar sesiones en laboratorio de simulación para observar el
comportamiento de los sistemas secuenciales.
• Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer el comportamiento real de los sistemas secuenciales implantados en FPGA’s.
• Resolver banco de ejercicios propuestos.
Unidad 7 Aislamiento eléctrico de señales de control Tema 7.1 Optoacopladores
Tema 7.2 Transformadores Lecturas y otros
recursos
Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.
• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. • Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo
multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.
• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.
Actividades de
aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. • Realizar prácticas de laboratorio que permitan al alumno conocer las
consecuencias del uso de aislamiento eléctrico en sistemas electrónicos.
• Resolver banco de ejercicios propuestos.
.
E) Estrategias de enseñanza y aprendizaje
Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y de los alumnos, y sesiones de solución de problemas, con apoyo de las TIC. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de solución a problemas reales planteados. Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender. Los alumnos aprenderán a utilizar programas para simular el comportamiento de circuitos electrónicos de potencia y sistemas digitales completos. Los trabajos de investigación, graficación, ejercicios resueltos en clase, prácticas de laboratorio y tareas por parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Todas las estrategias de enseñanza y aprendizaje estarán enfocadas a lograr que el alumno desarrolle las competencias marcadas en su perfil de egreso.
F) Evaluación y acreditación
Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial departamental y
evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño
4 semanas
( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora
25%
- 20% examen - 5% otros Segundo examen parcial departamental y
evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño
4 semanas
( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora
25%
- 20% examen - 5% otros Tercer examen parcial departamental y
evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño
4 semanas
( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora
25%
- 20% examen - 5% otros Cuarto examen parcial departamental y
evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño
4 semanas
( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora
25%
- 20% examen - 5% otros
Otra actividad 1 Durante todo el
curso Asistencia a clase Requisito Otra actividad 2
TOTAL 100%
Examen ordinario. Se evalúa como el
promedio del total de evaluaciones parciales. Al terminar el curso El contenido del curso. 100% Examen Extraordinario. Examen
departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.
El contenido del
curso. 100%
Examen a título. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del
El contenido del
portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.
Examen de regularización. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.
El contenido del
curso. 100%
G) Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos
Electrónica de Potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones, Rashid M.H., Prentice Hall, ISBN: 978-970-260-532-4.
Sistemas digitales: Principios y aplicaciones,Tocci, Ronald J., Prentice Hall
Electrónica Industrial Moderna, Timothy J. Maloney, 2006, Pearson Publications Company, ISBN: 978-9702606697
Textos complementarios
Electrónica Digital y Microprogramable, David Luque Sacaluga, José Luis Raya Cabrera, 2006, Alfaomega, ISBN-13: 978-9701511527.
Electrónica de Potencia: Componentes, Topologías y Equipos, Salvador Martínez García, Juan Andrés Gualda Gil, 2006, Thomson, ISBN: 978-8497323970
Sitios de Internet
