Universidad de Puerto Rico en Humacao Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Física y Electrónica
Programa del Grado Asociado en Tecnología Electrónica
Prontuario Curricular A. Título del curso
• Laboratorio de Circuitos de Corriente Alterna
B. Codificación del curso
• TEEL 1022- Laboratorio de Circuitos de Corriente Alterna
C. Cantidad de créditos
• Para el profesor tres (3) créditos
• Para el estudiante un (1) crédito
D. Prerrequistitos, correquisitos y otros requerimientos 1. Prerrequisitos:
• FISI 1031 Física para Tecnología I
• FISI 1033 Laboratorio Física para Tecnología
• MATE 1031 Fundamento de Matemática Técnica I
2. Correquisitos:
• TEEL 1021 Circuitos de Corriente Alterna
• MATE 1032 Fundamento de Matemática Técnica II
• FISI 1032 Física para Tecnología
• FISI 1034 Laboratorio Física para Tecnología II
E. Descripción del curso
En ese curso se enseñan las técnicas básicas de medidas eléctricas en corriente continua y en corriente alterna. Se realizan medidas de voltaje, corriente, resistencia y potencias. Los tópicos estudiados incluyen una introducción al uso de osciloscopio, circuitos resonantes y circuitos con transformador.
F. Objetivos de aprendizaje
Al finalizar el curso, el estudiante:
• Identificará los componentes de circuitos eléctricos y medirá voltajes, corrientes y resistencias con multímetros digitales.
• Analisará y simplificará circuitos eléctricos utilizando la ley de Ohm, leyes de Kirchhoff, principio de superposición, reglas de combinaciones de resistencias en serie y paralelo y teoremas de Thevenin y Norton.
• Analisará circuitos divisores de voltaje y de corriente y circuitos con puente de Wheatstone.
• Utilizará correctamente el osciloscopio y el generador de señales para hacer medidas de amplitud (pico y de pico a pico), valor eficaz, valor promedio y frecuencia en señales senosoides, triangulares y cuadradas.
• Analizará circuitos RC alimentados por una señal cuadrada, determinará la constante de tiempo capacitiva, comparará los resultados experimentales con las predicciones teóricas.
• Analizará circuitos RC, RL y RLC alimentados con corriente alterna, hará medidas de voltaje a varias frecuencias y determinará reactancia capacitiva/indutiva e impedancia total, diferencias de fase, voltajes y corrientes y comparará los resultados experimentales con las predicciones teóricas.
• Analisará circuitos RLC resonantes en serie y en paralelo, determinará voltajes a varias frecuencias alrededor de la frecuencia de resonancia, determinará la frecuencia de resonancia y el ancho de banda y comparará los resultados experimentales con las predicciones teóricas.
• Analisará circuitos de corriente alterna con transformador, determinará voltajes y corrientes de entrada y salida, la relación de vueltas y comparará este resultado con el valor nominal y con la predicción teórica para un transformador ideal.
G. Bosquejo de contenido y distribución del tiempo
• Unidad I: Análisis y Simplificación de Circuitos Eléctricos (15 horas)
i. Identificación y medidas de resistencias y utilización del multímetro ii. Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff
iii. Circuitos en serie y paralelo y sus combinaciones iv. Superposición y teoremas de Thevenin y Norton
v. El puente de Wheatstone
• Unidad II: Circuitos en Corriente Alterna (15 horas) i. Uso del osciloscopio y del generador de señales
ii. Circuito RC alimentado por una señal cuadrada (determinación de la constante de tiempo capacitiva)
iii. Respuesta de circuitos RC en corriente alterna iv. Respuesta de circuitos RL en corriente alterna
• Unidad III: Circuitos en Corriente Alterna y Resonancia (15 horas) i. Respuesta de circuitos RLC
ii. Circuitos resonantes iii. Filtros pasivos
iv. Circuitos con transformadores v. Examen final
H. Técnicas instruccionales
Las estrategias que se utilizarán son las siguientes:
• Técnica de exploración: El estudiante observa y manipula el instrumento de medición hasta familiarizarse con su funcionamiento y la finalidad.
• Demostración: El profesor expone en la pizarra, o mediante alguna técnica audiovisual, las variables físicas involucradas y describe los pasos para ejecutar el experimento.
• Práctica de laboratorio:
i. Registro de datos: Los estudiantes simulan los circuitos, hacen el experimento y registran sistemáticamente las medidas obtenidas.
ii. Análisis de la información: El estudiante analiza la información obtenida mediante la estrategia de inferencia. Utiliza el equipo disponible en los laboratorios de computadoras para obtener las gráficas. Finalmente debe interpretar, discutir y evaluar los resultados.
iii. Documentación: Los estudiantes documentan los resultados del experimento en un informe técnico de laboratorio.
I. Recursos de aprendizaje e instalaciones mínimos disponibles o requeridos El Departamento dispone de un laboratorio de circuitos equipado con instrumentos, aparatos, computadoras y componentes para hacer las demostraciones y experimentos. El salón, de 600 pies cuadrados de área, cuenta con ocho estaciones de trabajo, con capacidad para 16 estudiantes. Cada estación tiene una computadora, un panel de conexiones en el que se construyen los circuitos, un osciloscopio, un generador de señales, un multímetro, una fuente de potencia y un puente de impedancias, todos estos equipos son digitales. Las computadoras tienen programas de simulación y de instrumentación virtual.
J. Técnicas de evaluación:
• Informes de laboratorio 60%
• Participación en clase 10%
• Asistencia 10%
• Un examen final 20%
• Total 100%
K. Acomodo razonable:
• Los estudiantes que requieren acomodo razonable o reciben servicios de Rehabilitación Vocacional deben comunicarse con el profesor al inicio del semestre para planificar el acomodo y equipo necesario conforme a las recomendaciones de la oficina que atiende los asuntos para personas con impedimentos en la unidad.
L. Integridad acádemica:
• La Universidad de Puerto Rico promueve los más altos estándares de integridad académica y científica. El Artículo 6.2 del Reglamento General de Estudiantes de la UPR (Certificación Núm. 13, 2009-2010, de la Junta de Síndicos) establece que “la deshonestidad académica incluye, pero no se limita: acciones fraudulentas, obtención de notas o grados académicos valiéndose de falsas o fraudulentas simulaciones, copiar total o parcialmente la labor académica de otra persona, plagiar total o parcialmente el trabajo de otra persona, copiar total o parcialmente las respuestas de otra persona a las preguntas de un examen, haciendo o consiguiendo que otro tome en su nombre cualquier prueba o examen oral o escrito, así como la ayuda o facilitación para que otra persona incurra en la referida conducta”. Cualquiera de estas acciones estará sujeta a sanciones disciplinarias en conformidad con el procedimiento disciplinario establecido en el Reglamento General de Estudiantes de la UPR vigente.
M. Sistema de calificación:
• 100% - 88% A
• 87% - 76 % B
• 75% - 60% C
• 59% - 50% D
• 49% - 0 F N. Bibliografía
Boylestad, R. L., Kousourou, G., (2013). Laboratory manual for introductory circuit analysis. New Jersey: Prentice Hall. ISBN-13: 9780135060148.
∗Berube, R.H. (2003). Computer simulated experiments for electric circuits using electronics Workbench Multisim (3rd ed.). New Jersey: Prentice Hall.
ISBN 0-13-048788-0.
∗Borris, J. P. (2000). Electric Circuits Using Electronics Workbench ( 2nd ed).
New Jersey: Prentice Hall. ISBN: 0-13-016618-9.
∗Herniter, M.E. (2004). Schematic Capture With Electronics Workbench MultiSIM (1st ed). New Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-049614-6.
Kuphaldt, T. R. (2006). Lessons in electric circuits, Volume I – DC (5th ed.).
Recuperado de http://www.allaboutcircuits.com/pdf/DC.pdf.
Kuphaldt, T. R. (2007). Lessons in electric circuits, Volume II – AC (6th ed.).
Recuperado de http://www.allaboutcircuits.com/pdf/AC.pdf.
∗ Recursos con vigencia para este curso.
