análisis de circuitos eléctricos (l)

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CUARTO SEMESTRE

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón

Ingeniería Eléctrica Electrónica Programa de Asignatura

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico - Practico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Control Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Electricidad y Magnetismo (L), Probabilidad y Estadística.

SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE:

Instrumentación de Procesos Industriales (L) (Mód. de Control), Sistemas de Control Programable (optativa) e Instrumentación Electrónica (Mód. de Control).

OBJETIVO DEL CURSO:

Proporcionar los conceptos y principios fundamentales involucrados en la medición de las principales variables físicas.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I CONCEPTOS BÁSICOS DE LA MEDICIÓN 6.0 2.0 II ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES 8.0 4.0 III MEDICIÓN DE VARIABLES ELÉCTRICAS 16.0 8.0 IV TRANSDUCTORES ELÉCTRICOS 16.0 8.0 V ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICIÓN 8.0 4.0 VI SISTEMAS DE MEDICIÓN 10.0 6.0

Total de horas 64.0 32.0 Total : 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS

TEMA I "CONCEPTOS BÁSICOS DE LA MEDICIÓN" Objetivo: Establecer las ideas fundamentales para la medición de variables físicas.

Contenido:

I.1 Introducción. I.2 Sistema general de medición. I.3 Conceptos generales. I.4 Estándares y calibración. I.5 Metodología para la medición de variables físicas.

TEMA II "ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES"

Objetivo: Proporcionar los criterios para la interpretación y análisis de datos experimentales. Contenido:

II.1 Teoría de errores. II.2 Análisis estadísticos de datos. II.3 Análisis de incertidumbre en el proceso de la medición. II.4 Criterios para la selección de datos experimentales.

TEMA III "MEDICIÓN DE VARIABLES ELÉCTRICAS"

Objetivo: Introducir al alumno con los dispositivos básicos empleados en la medición de variables eléctricas.

Contenido:

III.1 Principio y operación de medidores eléctricos.

III.1.1 Medidores de corriente directa. a) Galvanómetro. b) Circuitos puente de C. D. c) Circuitos potenciométricos.

III.1.2 Medidores de corriente alterna. a) Electro-dinamómetro. b) Totalizador de energía eléctrica. c) Circuitos puente de C. A.

III.2 Osciloscopio.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.3 Multímetro.

III.3.1 Analógicos. III.3.2 Digitales.

III.4 Instrumentos virtuales. TEMA IV "TRANSDUCTORES ELÉCTRICOS"

Objetivo: Familiarizar al alumno con los elementos que transforman las principales variables físicas a

variables eléctricas.

Contenido: IV.1 Características generales. IV.2 Transductores de desplazamiento. IV.3 Transductores de fuerza y deformación. IV.4 Transductores fotoeléctricos.

TEMA V "ELEMENTOS PRIMARIOS DE MEDICIÓN"

Objetivo: Describir las técnicas comúnmente empleadas en la medición de variables físicas.

Contenido: V.1 Medición de presión. V.2 Medición de flujo. V.3 Medición de temperatura y pirometría. V.4 Medición de variables químicas.

TEMA VI "SISTEMAS DE MEDICIÓN”

Objetivo: Proporcionar al alumno los elementos básicos para poder integrar un sistema de medición, desde el punto de vista práctico.

Contenido:

VI.1 Elementos físicos que integran un sistema de medición. VI.2 Ejemplos de aplicación.

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BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía Básica

Temas para los que se recomienda.

Richard S Figliola y Donald E Beasley. Mediciones mecánicas, teoría y diseño. México, Alfa omega , 585 pp. 2003

TODOS

Editor John G Webster. The Measurement instrumentations and sensor Handbook CRC PRESS, IEEE PRESS, 2608 pp. 1999

TODOS

Richard C Dorf. The Electrical Engineering Handbook, Second Edition. CRC Press, 2752 pp. 1997

TODOS

Bela Liptak. Instrument Engineers Handbook, Process Measurement and analysis”, Third Edition. CRC Press, 584 pp. 1995

TODOS

Pallas Areny Ramón. Sensores y acondicionadores de señal, 3ra Edición. Marcombo, Editorial Alfa-Omega, 480 pp. 2004

TODOS

Holman J. Métodos experimentales para ingenieros E.E.U.U., McGraw-Hill. 1996

TODOS

Bibliografía Complementaria Temas para los que se

recomienda.Fraden Jacobo. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications (Hardcover) 2a edición, AIP Press 556 pp. 1997

TODOS

Norma (ISO-ISA) 84.01. Application of safety instrumented systems for process industries, 1996.

TODOS

Jack Colman. Métodos experimentales para ingenieros, 7a edición México, Mc Graw Hill, 720 pp. 2000

TODOS

API recommended practice 554 Process instrumentation and control, first edition 1995.

TODOS

Doebelin, E.O.O. Measurement System Application and Design Editorial Mc Graw Hill, 768 pp. 2003

TODOS

96

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN

Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) (X) ( ) ( )

Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a practicas Otros

(X) (X) (X) (X) (X) ( )

PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA

Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MÉTODOS NUMÉRICOS PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico Clave: Créditos: 8 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Físico Matemáticas Horas: 64 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 0.0 MODALIDAD: CURSO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Probabilidad y Estadistica


Ninguna

OBJETIVO DEL CURSO:

Analizar los elementos que permiten al estudiante obtener soluciones aproximadas de modelos matemáticos usuales en la ingeniería, utilizando equipo de cómputo.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica I APROXIMACIÓN NUMÉRICA Y ERRORES 4.0 0.0 II SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES ALGEBRAICAS Y

TRASCENDENTES 9.0

III SOLUCIÓN NUMÉRICA DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES 13.0 0.0 IV INTERPOLACIÓN, DERIVACIÓN E INTEGRACIÓN NUMÉRICAS 16.0 0.0 V SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES Y SISTEMAS DE

ECUACIONES DIFERENCIALES 13.0 0.0

VI SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES EN DERIVADAS PARCIALES 9.0 0.0

Total de horas 64.0 0.0

Total : 64.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "APROXIMACIÓN NUMÉRICA Y ERRORES" Objetivo: Describir los diversos tipos de errores que se presentan y las limitaciones de exactitud cuando se

utiliza la computadora. Contenido:

I.1 Introducción histórica. Problemas fundamentales, de los métodos numéricos. I.2 Precisión y exactitud. Conceptos de aproximación numérica y error. Errores inherentes, de

redondeo y de truncamiento. Errores absoluto y relativo. I.3 Conceptos de método iterativo: de aproximaciones sucesivas y de paso a paso. I.4 Cota superior del error en un método de aproximaciones sucesivas. I.5 Concepto de estabilidad y convergencia de un método numérico. I.6 Concepto de orden en R. Definición de valor absoluto. Propiedades de las desigualdades y del

valor absoluto. Solución de inecuaciones. I.7 Ejercicios complementarios de inducción matemática.

TEMA II “SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES ALGEBRAICAS Y TRASCENDENTES” Objetivo: Examinar algunos de los métodos para obtener las soluciones aproximadas de una ecuación

algebraica o trascendente y compararlos entre sí. Contenido:

II.1 Métodos de bisección, punto fijo y Newton-Raphson. Interpretaciones geométricas y criterios de

convergencia. II.2 Método de Lin-Bairstow.

TEMA III "SOLUCIÓN NUMÉRICA DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES" Objetivo: Comparar algunos de los métodos para obtener soluciones aproximadas de sistemas de

ecuaciones lineales, así como determinar los valores y vectores característicos de una matriz. Contenido:

III.1 Reducción de los errores que se presentan en el método de Gauss-Jordan. III.2 Método de descomposición de Cholesky. Inversión de Matrices. III.3 Método de Gauss-Seidal. Condición de convergencia.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.4 Métodos para obtener los valores y vectores característicos de una matriz: método de las

potencias y método QR.

TEMA IV "INTERPOLACIÓN, DERIVACIÓN E INTEGRACIÓN NUMÉRICAS" Objetivo: Analizar algunos de los métodos numéricos para interpolar, derivar e integrar funciones. Contenido:

IV.1 Tablas de diferencias. Interpolación con incrementos constantes. Polinomios interpolantes y

diagramas de rombos. Análisis del error en las fórmulas de interpolación. IV.2 Interpolación con incrementos variables. Polinomio de Lagrange. IV.3 Interpolación segmentaria. IV.4 Derivación numérica. Deducción de esquemas de derivación: derivados de los polinomios

interpolantes. Análisis del error en los esquemas de derivación. IV.5 Integración numérica. Fórmulas de integración de Newton-Cotes: fórmula trapecial y fórmulas

de Simpson. El método de cuadratura gaussaiana. Análisis del error en las fórmulas de integración.

TEMA V "SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES Y SISTEMAS DE ECUACIONES DIFERENCIALES" Objetivo: Comparar algunos métodos de aproximación para la solución de ecuaciones y sistemas de

ecuaciones diferenciales sujetas a condiciones iniciales o de frontera. Contenido:

V.1 Polinomios de Taylor generados de una función. El operador de Taylor y sus propiedades

básicas. V.2 Método de la serie de Taylor. Análisis del error. V.3 Método de Euler y Euler-Gauss. Análisis del error. V.4 Métodos de Runge-Kutta. Análisis del error. V.5 Solución aproximada de sistemas de ecuaciones diferenciales de primer orden. Método de la

serie de Taylor. Método de Range-Kutta. V.6 Solución aproximada de ecuaciones diferenciales de orden superior por el método de

diferenciales finitas. El problema de valores en la frontera. TEMA VI "SOLUCIÓN NUMÉRICA DE ECUACIONES EN DERIVADAS PARCIALES" Objetivo: Aplicar el método de diferencias finitas para obtener la solución aproximada de ecuaciones en

derivadas parciales.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS Contenido:

VI.1 Clasificación de ecuaciones en derivadas parciales. La ecuación del calor, la ecuación de onda

y la ecuación de Laplace. VI.2 Aproximación de derivadas parciales a través de diferencias finitas. VI.3 Solución numérica de ecuaciones en derivadas parciales utilizando el método de diferencias

finitas. Resolución de la ecuación del calor, la ecuación de onda y la ecuación de Laplace.

101

BIBLIOGRAFÍA



Chapra, Steven C. y Canale, Raymond P. “Metodos Numericos para Ingenieros” 5ª Edicion, Mexico, Mc Graw Hill Interamericana Editores 2007.

TODOS.

Burden, Richard L. y Faires J. Douglas « Analisis Numerico con Aplicaciones » 7a Edicion, Mexico. Thomson Learning Internacional. 2003

TODOS

Gerald Curtis F. y Wheatley, Patrick O. “Analisis Numerico con Aplicaciones” 6a Edicion, Mexico. Prentice Hall/Pearson Educación. 2000

TODOS

Valderrama Rafael Iriarte V. “Metodos Numericos” México, Ed. Trillas-UNAM, México. 1990

TODOS

Nieves, Hurtado Antonio y Dominguez, Sanchez Federico C. “Metodos Numericos”. 2ª Edicion, Mexico, CECSA. 2002

TODOS


recomienda.Maron, Melvin J. y Lopez Robert J. “Analisis Numerico” 3ª edicion, CECSA, Mexico 1995.

TODOS

Scheid Francis y Di Costanzo Rosa Elena. “Metodos Numericos” Mc Graw Hill, Mexico. 1991.

TODOS

Skiba Yuri N. “Introducción a los Metodos Numericos”. UNAM, Mexico.

III, IV y V

Akai Terrence J. “Metodos Numericos Aplicados a la Ingenieria” Mexico, LIMUSA-Noriega. 2004

TODOS

Luthe R. Olivera, A. y Schutz F. “Metodos Numericos” Edit. LIMUSA, Mexico. 1994

TODOS

102

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Practicas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros

(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) ( ) ( ) ( )


(X) (X) (X) (X) ( ) ( )


Licenciatura en Ingeniería, Matemáticas, Física o carreras cuyo contenido en el área de matemáticas sea similar. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Facultad de Estudios Superiores Aragón Ingeniería Eléctrica Electrónica

Programa de Asignatura

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS (L) PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico - Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Electricidad Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO - LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Electricidad y Magnetismo (L)


Transformadores y Motores de Inducción (L), Diseño Lógico (L) y Dispositivos Electrónicos (L)

OBJETIVO DEL CURSO:

Presentar las principales técnicas de análisis de circuitos eléctricos, desde los conceptos fundamentales de elementos de circuitos hasta los procedimientos de resolución de redes eléctricas, de corriente continua y corriente alterna.

TEMAS HORAS

No. Nombre Teoría Práctica

I SISTEMAS ELÉCTRICOS 16.0 6.0

II TEOREMA DE REDES 10.0 6.0

III RESPUESTA DE CIRCUITOS EN ESTADO SENOIDAL PERMANENTE 12.0 6.0

IV MÉTODOS GENERALES DE ANÁLISIS DE REDES 14.0 8.0

V BIPUERTOS 6.0 4.0 VI CIRCUITOS RESONANTES 6.0 2.0

Total de horas: 64.0 32.0

TOTAL: 96.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "SISTEMAS ELÉCTRICOS" Objetivo: Proporcionar al alumno las técnicas genéricas de representación y análisis de sistemas eléctricos

lineales de orden 'n'. Contenido:

I.1 Elementos eléctricos. I.2 Ecuaciones de equilibrio para sistemas eléctricos. I.3 Representación de circuitos mediante ecuaciones diferenciales. I.4 Conceptos de impedancia y admitancia en el dominio de Laplace. I.5 Ecuaciones de nodo y malla fundamentales. I.6 Fundamentación de transferencia de una red.

TEMA II "TEOREMA DE REDES" Objetivo: Dar a conocer los principales teoremas que facilitan el análisis de las redes eléctricas. Contenido:

II.1 Teorema de sustitución. II.2 Teorema de superposición. II.3 Teorema de Thevenin. II.4 Teorema de Norton. II.5 Teorema de Reciprocidad. II.6 Teorema de Miller. II.7 Teorema de Millman. II.8 Teorema de Rosen. II.9 Teorema de Tellegen. II.10 Teorema de máxima transferencia de potencia.

TEMA III "RESPUESTA DE CIRCUITOS EN ESTADO SENOIDAL PERMANENTE" Objetivo: Proporcionar al alumno las técnicas de análisis de circuitos eléctricos en estado senoidal

permanente.

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III.1 Concepto de respuesta en estado senoidal permanente. III.2 Concepto de fasor. III.3 Impedancia y admitancia complejas. III.4 Obtención de la respuesta de circuitos eléctricos en estado senoidal permanente empleando

fasores. III.5 Potencia en circuitos eléctricos.

III.5.1 Potencia aparente. III.5.2 Potencia real. III.5.3 Potencia reactiva. III.5.4 Factor de potencia.

III.6 Circuitos trifásicos.

III.6.1 Balanceados. III.6.2 Desbalanceados.

TEMA IV "MÉTODOS GENERALES DE ANÁLISIS DE REDES" Objetivo: Presentar los métodos sistemáticos para el análisis de redes eléctricas. Contenido:

IV.1 Transformación de fuentes. IV.2 Gráfica dirigida de una red eléctrica y matriz de incidencia. IV.3 Ley de corrientes de Kirchhoff en forma matricial. IV.4 Rama genérica. IV.5 Planteamiento sistemático de las ecuaciones de nodo. IV.6 Ley de voltaje de Kirchhoff en forma matricial. IV.7 Planteamiento sistemático de las ecuaciones de malla. IV.8 Ecuaciones de secciones de corte y lazos fundamentales.

TEMA V "BIPUERTOS" Objetivo: Mostrar las diversas recomendaciones de las redes eléctricas de dos puertos. Contenido:

V.1 Redes eléctricas de dos puertos.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS V.2 Representación matricial de bipuertos. V.3 Conexiones entre bipuertos. V.4 Modelo lineal y función de transferencia del transformador.

TEMA VI "CIRCUITOS RESONANTES" Objetivo: Proporcionar al alumno los esquemas y las características principales de los circuitos

resonantes, así como la forma de analizarlos en la frecuencia. Contenido:

VI.1 El circuito resonante serie. VI.2 El circuito resonante paralelo. VI.3 Ancho de banda y selectividad en circuitos resonantes. VI.4 Circuito resonante real. VI.5 Interpretación de planos eléctricos.

107

BIBLIOGRAFÍA



Carlson Bruce Circuitos México, Thomson Learning. 840 pp. 2001

TODOS

Desoer, C. A, and KUH, E. S. Basic Circuit Theory McGraw Hill, 876 pp. 1969

TODOS

Dorf, R. C. y Svoboda, J. A. Circuitos Eléctricos, 5a Edición Alfaomega, 884 pp. 2003

TODOS

Hayt, W. H. Jr. Kemmerly, J. E. y Durbin, S. M. Análisis de circuitos en ingeniería, 6a Edición McGraw Hill 2003.

TODOS


recomienda.Alexander, C. K. y Sadiku, M. N. O. Circuitos Eléctricos Mc Graw Hill, 979 pp. 2001

TODOS

Johnson, D. E., Hilburn, J. L., Johnson, J. R., y Scott, P. D. Análisis Básico de Circuitos Eléctricos, 5a Edición. Prentice Hall Hispanoamericana, S. A, 864 pp. 1996

TODOS

Hubert, C. I. Circuitos Eléctricos CA/CC Enfoque Integrado McGraw Hill 1985.

TODOS

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(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) (X) ( ) ( )


(X) (X) (X) (X) (X) ( )


Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o carreras cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico Clave: Créditos: 8 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Comunicaciones Horas: 64 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 0.0 MODALIDAD: CURSO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Ecuaciones Diferenciales y Electricidad y Magnetismo (L)


Ninguna

OBJETIVO DEL CURSO:

Comprender las leyes que rigen el comportamiento de los campos electromagnéticos, para aplicarlas a la solución de problemas de propagación de ondas electromagnéticas en diferentes medios.

TEMAS

HORAS No. Nombre Teoría Práctica

I CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y ECUACIONES DE MAXWELL 12.0 0 II ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 18.0 0

III REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 18.0 0

IV LÍNEAS 16.0 0

Total de horas 64 0

Total : 64

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y ECUACIONES DE MAXWELL" Objetivo: Comprender el establecimiento formal de las ecuaciones de Maxwell a partir del análisis de los

efectos que producen las cargas eléctricas. Contenido:

I.1 Campo eléctrico. Ley de Gauss (forma diferencial e integral). I.2 Potencial eléctrico. Dipolo eléctrico. Capacitancia. I.3 Corriente eléctrica (conducción y convección). Ley de Ohm en forma puntual. I.4 Ley de Ampere (forma diferencial e integral). Ley de Gauss para campos magnéticos (forma

diferencial e integral). Potenciales magnéticos (escalar y vectorial). I.5 Ley de Faraday (forma diferencial e integral). I.6 Principio de conservación de la carga y ecuación de continuidad. Corriente de desplazamiento. I.7 Ecuaciones de Maxwell para campos eléctricos y magnéticos estáticos y variables en el tiempo.

TEMA II "ONDAS ELECTROMAGNETICAS" Objetivo: Utilizar las ecuaciones de Maxwell para establecer las ecuaciones de onda en diferentes medios y

a partir de ellas comprender el fenómeno de la propagación de ondas electromagnéticas. Contenido:

II.1 Ecuaciones de onda para el espacio libre y para medios homogéneos isotrópicos y lineales

(medio sin pérdidas y medio con pérdidas). II.2 Campos que varían sinusoidalmente en el tiempo: fasores; ecuaciones de Maxwell y ecuaciones

de onda en su forma fasorial; propagación de ondas planas en el espacio libre, en un medio sin pérdidas y en un medio con pérdidas (impedancia intrínseca, constantes de propagación, fase y atenuación, velocidades de fase y de grupo, profundidad de penetración); clasificación de los medios con pérdidas (factor de disipación o tangente de pérdidas, buenos dieléctricos y buenos conductores).

II.3 Vector de Poynting. II.4 Polarización de ondas electromagnéticas.

TEMA III "REFLEXION Y REFRACCION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS" Objetivo: Comprender el comportamiento de las ondas electromagnéticas en la frontera de dos medios

diferentes.

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III.1 Condiciones de frontera. III.2 Reflexión de ondas plantas que inciden normalmente en un medio: coeficientes de reflexión y

transmisión; ondas estacionarias; relación de onda estacionaria (S.W.R.); coeficiente de reflexión generalizado; impedancia de entrada.

III.3 Incidencia normal en varios dieléctricos colocados paralelamente: Métodos de análisis, técnicas

para evitar reflexiones (ventana dieléctrica de delta/w y capa de delta/4). III.4 Ondas planas orientadas arbitrariamente. III.5 Reflexión de ondas planas que inciden oblicuamente: Leyes de la reflexión y la refracción

(Snell); incidencia oblicua en un conductor; incidencia oblicua en un dieléctrico (coeficientes de reflexión y de transmisión, ángulo de Brewster, ángulo crítico y reflexión interna total).

III.6 Impedancia de Superficie. III.7 Propagación en gases ionizados y propagación ionosférica (sin considerar efectos de

girotropía). TEMA IV "LINEAS" Objetivo: Aplicar las ecuaciones de Maxwell en el análisis de la propagación de ondas electromagnéticas en

estructuras conductoras. Contenido:

IV.1 Parámetros distribuidos de las líneas de Transmisión. IV.2 Teoría de la línea de transmisión uniforme:

a) línea infinita b) línea terminada en cualquier carga c) línea en circuito abierto y corto circuito

IV.3 Guías de Onda. Ondas TM en guías rectangulares. Ondas TEM. Velocidad de Propagación y

Longitud de Onda de la guía.

112

BIBLIOGRAFÍA



Kraus John D. and Carver Keith R. Electromagnetics, 3ª Edición. Kogakusga Mc Graw Hill, Tokio Japón. 1988.

TODOS

Robert E. Collin. Foundations for Microwave Engineering, 2nd edition. John Wiley & Sons,944 pp. 2001

IV

Pozar, David M. Microwave Engineering John Wiley & Sons, 720 pp. 2004.

IV

Hayt William H. Engineering Electromagnetics, 5ª Edition. Mc Graw Hill, N.Y. E.E.U.U. 1989.

I, II, III

Escobar S. L. y Cortes S. O. Fundamentos de Teoría Electromagnética Facultad de Ingeniería, UNAM, México, 243 pp. 2004

TODOS


recomienda.Jordan Edard C. and Balmain Keith G. Electromagnetic Waves and Radiating System N.Y. E.E.U.U., Prentice Hall, 753 pp. 1968

TODOS

Ramo S. Whinnery J. R. and Van Duzer R. Fields and Waves and communication Electronics, 2ª Edition. N.Y. E.E.U.U., John Wiley & Sons, 864 pp. 1994

TODOS

Carl T. A. John Engineering Electromagnetc Fields and Waves 2ª Edition. Hardcover, 656 pp. 1988

TODOS

113



(X) (X) (X) (X) ( ) (X) (X) (X) ( ) ( )


(X) (X) (X) (X) (X) ( )


Licenciatura en Ingeniería, Matemáticas, Física o carreras cuyo contenido en el área de matemáticas sea similar. Deseable haber realizado estudios de posgrado, contar con experiencia docente o haber participado en cursos o seminarios de iniciación en la práctica docente.

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ANÁLISIS DE SISTEMAS Y SEÑALES PLAN 2007 Tipo de Asignatura: Teórico Clave: Créditos: 8 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Control Horas: 64 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 0.0 MODALIDAD: CURSO SERIACIÓN INDICATIVA PRECEDENTE:

Ecuaciones Diferenciales


Dinámica de Sistemas Físicos

OBJETIVO DEL CURSO:

Aprender los fundamentos matemáticos que permiten analizar señales y sistemas lineales en los diversos campos de la Ingeniería Eléctrica, mediante diversas técnicas del dominio del tiempo y de la frecuencia.

TEMAS HORAS No. Nombre Teoría Práctica

I INTRODUCCIÓN 4.0 0.0 II CLASIFICACIÓN DE SEÑALES 6.0 0.0 III REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS EN EL TIEMPO CONTINUO 14.0 0.0 IV ANÁLISIS DE FOURIER EN EL TIEMPO CONTINUO 18.0 0.0 V REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS EN EL TIEMPO DISCRETO 14.0 0.0 VI INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE FOURIER EN EL TIEMPO

DISCRETO 8.0 0.0

Total de horas: 64.0 0.0

TOTAL: 64.0

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I "INTRODUCCIÓN" Objetivo: Mostrar al alumno la importancia y los conceptos básicos del análisis de sistemas y señales. Contenido:

I.1 Importancia del análisis de sistemas y señales. I.2 Concepto de sistema. I.3 Clasificación de sistemas. I.4 Propiedades de sistemas. I.5 Sistemas lineales e invariantes con el tiempo.

TEMA II "CLASIFICACIÓN DE SEÑALES" Objetivo: Definir las funciones o señales de tiempo que se emplean en el análisis de sistemas. Se

mostrarán en el tiempo continuo y en el tiempo discreto. Contenido:

II.1 Clasificación de señales. II.1.1 Señales continuas, discretas y digitales. II.1.2 Señales reales y complejas. II.1.3 Señales periódicas y aperiódicas. II.1.4 Señales determinísticas y aleatorias.

II.2 Señales fundamentales en 't' y 'k'.

II.2.1 Escalón unitario. II.2.2 Pulso unitario. II.2.3 Impulso unitario. II.2.4 Rampa unitaria. II.2.5 Señales senoidales. II.2.6 Funciones exponenciales reales y complejas. II.2.7 Función sinc. II.2.8 Aproximaciones de la función impulso. II.2.9 Secuencia de impulsos unitarios.

TEMA III "REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS EN EL TIEMPO CONTINUO" Objetivo: Proporcionar al alumno los conceptos y técnicas matemáticas que se aplican para analizar

sistemas lineales en el tiempo continuo. Contenido:

III.1 Representación mediante ecuaciones diferenciales.

III.1.1 Solución homogénea y particular de ecuaciones diferenciales. III.1.2 Conceptos de respuesta libre, forzada, transitoria y permanente.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.2 Representación mediante transformada de Laplace.

III.2.1 Concepto de función de transferencia. III.2.2 Patrón de polos y ceros.

III.3 Respuesta a impulso e integral de convolución.

III.3.1 Concepto de respuesta a impulso. III.3.2 Integral de convolución. III.3.3 Relación entre respuesta a impulso y función de transferencia.

III.4 Estabilidad de sistemas dinámicos. III.5 Correlación.

TEMA IV "ANÁLISIS DE FOURIER EN EL TIEMPO CONTINUO" Objetivo: Familiarizar al alumno con la representación de funciones o señales de tiempo continuo por

medio de las funciones ortogonales que comúnmente se emplean en ingeniería. Se introducirá asimismo el estudio integral de Fourier como herramienta para el análisis de sistemas lineales.

Contenido:

IV.1 Serie de Fourier. IV.1.1 Funciones ortogonales. IV.1.2 Condiciones de simetría. IV.1.3 Serie trigonométrica de Fourier. IV.1.4 Espectro de frecuencia. IV.1.5 Serie exponencial de Fourier. IV.1.6 Aplicaciones de la serie de Fourier en el análisis de sistemas continuos.

IV.2 Integral de Fourier.

IV.2.1 La integral de Fourier a partir de la serie exponencial. IV.2.2 Condiciones de Dirichlet para la existencia de la integral de Fourier. IV.2.3 Transformada de Fourier. IV.2.4 Propiedades de la Transformada de Fourier. Teorema de Convolución. Teorema de

Modulación. IV.2.5 Aplicaciones.

TEMA V "REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS EN EL TIEMPO DISCRETO" Objetivo: Presentar los conceptos y técnicas de análisis de sistemas lineales discretos. Contenido:

V.1 Ecuaciones en diferencias. V.1.1 Solución de ecuaciones en diferencias: Ecuaciones de Recurrencia.

V.2 Respuestas a impulso y sumatoria de convolución.

V.2.1 Obtención de la respuesta a impulso de un sistema discreto: Secuencia de Ponderación.

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OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS V.2.2 Obtención de la respuesta de un sistema discreto mediante la sumatoria de

convolución. V.3 Transformada Z.

V.3.1 Definición, propiedades y transformada comunes. V.4 Transformada Z inversa. V.5 Obtención de la respuesta de un sistema discreto mediante la transformada Z.

V.5.1 Función de transferencia de sistemas discretos. V.5.2 Patrón de polos y ceros de un sistema discreto.

V.6 Estabilidad de sistemas discretos.

TEMA VI "INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE FOURIER EN EL TIEMPO DISCRETO" Objetivo: Introducir al alumno en el análisis de Fourier de señales discretas. Contenido:

VI.1 Muestreo de señales continuas. VI.2 Introducción a la Serie y Transformada discreta de Fourier. VI.3 Espectros de señales muestreadas. VI.4 Recuperación de una señal a partir de sus muestras. VI.5 Efectos de repetición y sobresposición. VI.6 Convolución lineal empleando la TDF.

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Licenciatura en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Ingeniería Eléctrica y Electrónica o licenciaturas cuya formación le permita impartir la asignatura de manera correcta.

análisis de circuitos eléctricos (l)

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