Guía docente de Análisis de Circuitos (2211113)

Grado
Rama
Módulo
Materia
Curso
Semestre
Créditos
Tipo
Profesorado
Tutorías
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
- Teoremas y métodos de análisis de redes eléctricas.
- Elementos pasivos de circuito.
- Respuesta transitoria y estacionaria de circuitos.
- Análisis de circuitos basado en la transformada de Laplace.
- Modelado de circuitos en cuadripolos.
Competencias
Competencias Específicas
- CE04. Comprensión y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
Competencias Transversales
- CT01. Capacidad de análisis y síntesis: Encontrar, analizar, criticar (razonamiento crítico), relacionar, estructurar y sintetizar información proveniente de diversas fuentes, así como integrar ideas y conocimientos.
- CT02. Capacidad de organización y planificación así como capacidad de gestión de la Información.
- CT03. Capacidad de comunicación oral y escrita en el ámbito académico y profesional con especial énfasis, en la redacción de documentación técnica.
- CT04. Capacidad para la resolución de problemas.
- CT05. Capacidad para tomar decisiones basadas en criterios objetivos (datos experimentales, científicos o de simulación disponibles) así como capacidad de argumentar y justificar lógicamente dichas decisiones, sabiendo aceptar otros puntos de vista.
- CT06. Capacidad para el uso y aplicación de las TIC en el ámbito académico y profesional.
- CT07. Capacidad de comunicación en lengua extranjera, particularmente en inglés.
- CT08. Capacidad de trabajo en equipo.
- CT09. Capacidad para el aprendizaje autónomo así como iniciativa y espíritu emprendedor.
- CT10. Motivación por la calidad y la mejora continua, actuando con rigor, responsabilidad y ética profesional.
- CT11. Capacidad para adaptarse a las tecnologías y a los futuros entornos actualizando las competencias profesionales.
- CT12. Capacidad para innovar y generar nuevas ideas.
- CT13. Sensibilidad hacia temas medioambientales.
- CT14. Respeto a los derechos fundamentales y de igualdad entre hombres y mujeres.
- CT15. Capacidad para proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el pluralismo.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
- Introducir al estudiante en los conceptos básicos de la teoría de circuitos.
- Aprender las herramientas matemáticas de análisis de circuitos electrónicos, de una manera mecánica y estructurada. Estas herramientas son de utilidad para su posterior empleo en circuitos analógicos y digitales de uso común en telecomunicaciones.
- Analizar distintos tipos de circuitos en régimen transitorio y permanente.
- Introducción al estudio por bloques de sistemas lineales mediante el uso de funciones de transferencia.
- Introducción al análisis de señales y sistemas en dominios transformados.
- Primeras nociones del concepto de filtrado y cuadripolos.
- Adquirir conocimientos relativos a la síntesis de circuitos.
- Conocer y saber manejar herramientas para la simulación de circuitos eléctricos.
- Conocer y saber manejar la instrumentación básica de laboratorio.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
Tema 1. Redes eléctricas. Elementos de circuito. Leyes de Kirchhoff
- 1.1. Fundamentos del análisis de redes. Magnitudes fundamentales. Voltaje. Corriente.
- 1.2. Elementos de un circuito. Elementos pasivos. Ley de Ohm. Elementos activos. Potencia y energía en un elemento. Criterio de signos.
- 1.3. Representación de circuitos. Topología de circuitos.
- 1.4. Leyes de Kirchhoff.
Tema 2. Métodos de análisis de circuitos eléctricos
- 2.1. Agrupación de elementos. Elementos en serie. Elementos en paralelo. Resistencia equivalente.
- 2.2. Principio de superposición.
- 2.3. Divisores.
- 2.4. Transformación de fuentes.
- 2.5. Métodos sistemáticos de análisis de circuitos: Método de los nudos. Método de las mallas.
- 2.6. Equivalentes Thevenin y Norton.
Tema 3. Elementos reactivos. Respuesta transitoria
- 3.1. Regímenes permanente y transitorio.
- 3.2. Elementos pasivos en régimen transitorio.
- 3.3. Cálculo de condiciones iniciales y finales.
- 3.4. Análisis en régimen transitorio. Respuesta natural y forzada.
- 3.5. Respuesta de circuitos con un solo elemento reactivo. Circuitos RC y RL. Constante de tiempo.
- 3.6. Respuesta de circuitos con dos elementos reactivos. Circuitos RLC serie y paralelo. Nociones de ecuaciones diferenciales de segundo orden.
Tema 4. Régimen permanente sinusoidal
- 4.1. Señales sinusoidales.
- 4.2. Respuesta de un circuito a una señal sinusoidal.
- 4.3. Números complejos. Identidades de Euler.
- 4.4. Fasores.
- 4.5. Impedacias. Relaciones funcionales de elementos pasivos en régimen sinusoidal. Ley de Ohm generalizada.
- 4.6. Análisis en régimen sinusoidal.
- 4.7. Inducción mutua. Transformadores.
- 4.8. Función de transferencia en régimen sinusoidal. Conceptos básicos de filtros y respuesta en frecuencia. Diagrama de Bode.
- 4.9. Potencia en régimen sinusoidal.
Tema 5. Análisis de circuitos basado en la transformada de Laplace
- 5.1. Introducción a señales y sistemas.
- 5.2. Definición de la transformada de Laplace y transformada inversa de Laplace.
- 5.3. Cálculo de transformadas de Laplace. Propiedades de la transformada de Laplace. Aplicación a ecuaciones diferenciales sencillas.
- 5.4. Circuitos en dominio S. Elementos pasivos en el dominio S. Uso de la transformada de Laplace para resolución de circuitos.
Tema 6. Cuadripolos
- 6.1. Conceptos Básicos.
- 6.2. Parámetros característicos.
- 6.3. Inserción de un cuadripolo en un circuito. Interconexión de cuadripolos.
Práctico
- Simulación de circuitos de corriente continua, en régimen transitorio y corriente alterna.
Prácticas de Laboratorio
- Práctica 1: Manejo de instrumentos para corriente continua. Verificación experimental de la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.
- Práctica 2: Teorema de Thèvenin y principio de superposición.
- Práctica 3: Estudio experimental de circuitos en régimen transitorio. Respuesta de un circuito RC.
- Práctica 4: Estudio de la respuesta en frecuencia de circuitos.
- Práctica 5: Obtención de los parámetros Z e Y de un cuadripolo.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- J. W. Nilsson, S. A. Riedel. "Circuitos Eléctricos", 7a Ed., Pearson/Prentice-Hall, 2005
- B. Carlson. “Circuitos Eléctricos” 7a Ed., Thomson, 2001.
- J.A. López Villanueva, J. A. Jiménez Tejada, "Fundamentos de Teoría de Circuitos para Electrónica", Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores, Universidad de Granada, 2008.
Bibliografía complementaria
- J. David Irwin. “Análisis básico de circuitos en Ingeniería”, 5a Ed., Prentice Hall, 1997.
- C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku "Fundamentos de circuitos eléctricos", 6a Ed. McGraw Hill, 2020.
Enlaces recomendados
- Herramienta de introducción al manejo de la protoboard y simulación de montajes: https://www.tinkercad.com/circuits
- Vídeo realizado por miembros del Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores sobre manejo del osciloscopio: https://www.youtube.com/watch?v=wVXOIwtkFZk
Metodología docente
- MD01. Lección magistral
- MD02. Actividades prácticas
- MD03. Seminarios
- MD04. Actividades no presenciales
- MD05. Tutorías académicas
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)
Evaluación Ordinaria
La evaluación ordinaria consistirá en dos pruebas correspondientes a los contenidos teóricos, por una parte, y prácticos, por otra, de la asignatura.
- Para la parte teórica se realizará un único examen sobre la totalidad del contenidos teóricos de la asignatura (temas 1, 2, 3, 4, 5, y 6), teniendo éste una valoración del 70% de la nota de la asignatura.
- Para la parte práctica se realizará un único examen en laboratorio (con una prueba escrita y una prueba práctica) sobre montaje de circuitos, manejo de la instrumentación y simulaciones en LTSpice correspondiente a los contenidos prácticos de la asignatura, teniendo éste una valoración del 30% de la nota de la asignatura.
Para aprobar la asignatura será imprescindible superar de forma independiente la parte teórica (más específicamente el examen extraordinario) y la parte práctica, obteniendo una calificación de al menos 5 sobre 10 en cada una de ellas. La calificación numérica global corresponderá, en ese caso, a la puntuación ponderada de las calificaciones correspondientes a la parte teórica y la parte práctica. En caso de no superar independientemente la parte teórica y la parte práctica, la calificación obtenida será el resultado de multiplicar la mejor de estas dos calificaciones por un coeficiente 0.4.
Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la Normativa de evaluación y calificación de los estudiantes vigente en la Universidad de Granada.
Evaluación Extraordinaria
La evaluación extraordinaria consistirá en dos pruebas correspondientes a los contenidos teóricos, por una parte, y prácticos, por otra, de la asignatura.
- Para la parte teórica se realizará un único examen sobre la totalidad del contenidos teóricos de la asignatura (temas 1, 2, 3, 4, 5, y 6), teniendo éste una valoración del 70% de la nota de la asignatura.
- Para la parte práctica se realizará un único examen en laboratorio (con una prueba escrita y una prueba práctica) sobre montaje de circuitos, manejo de la instrumentación y simulaciones en LTSpice correspondiente a los contenidos prácticos de la asignatura, teniendo éste una valoración del 30% de la nota de la asignatura.
Para aprobar la asignatura será imprescindible superar de forma independiente la parte teórica (más específicamente el examen extraordinario) y la parte práctica, obteniendo una calificación de al menos 5 sobre 10 en cada una de ellas. La calificación numérica global corresponderá, en ese caso, a la puntuación ponderada de las calificaciones correspondientes a la parte teórica y la parte práctica. En caso de no superar independientemente la parte teórica y la parte práctica, la calificación obtenida será el resultado de multiplicar la mejor de estas dos calificaciones por un coeficiente 0.4.
Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la Normativa de evaluación y calificación de los estudiantes vigente en la Universidad de Granada.
Evaluación única final
La evaluación única consistirá en dos pruebas correspondientes a los contenidos teóricos, por una parte, y prácticos, por otra, de la asignatura.
- Para la parte teórica se realizará un único examen sobre la totalidad del contenidos teóricos de la asignatura (temas 1, 2, 3, 4, 5, y 6), teniendo éste una valoración del 70% de la nota de la asignatura.
- Para la parte práctica se realizará un único examen en laboratorio (con una prueba escrita y una prueba práctica) sobre montaje de circuitos, manejo de la instrumentación y simulaciones en LTSpice correspondiente a los contenidos prácticos de la asignatura, teniendo éste una valoración del 30% de la nota de la asignatura.
Para aprobar la asignatura será imprescindible superar (obteniendo una calificación de al menos 5 sobre 10) de forma independiente las pruebas de la parte teórica y la parte práctica. La calificación numérica global corresponderá, en ese caso, a la media ponderada de las calificaciones correspondientes a la parte teórica y la parte práctica. En caso de no superar independientemente la parte teórica y la parte práctica, la calificación obtenida será el resultado de multiplicar la mejor de estas dos calificaciones por un coeficiente 0.4.
Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la Normativa de evaluación y calificación de los estudiantes vigente en la Universidad de Granada.
Información adicional
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).