Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Descripción/Contenidos

Esta asignatura pretende proporcionar al estudiante los principios, conceptos básicos y herramientas para la comprensión, descripción y análisis de los circuitos eléctricos, entendidos éstos como sistemas lineales que procesan señales analógicas. Los tres procesos, comprensión, descripción y análisis son abordados tanto en el dominio del tiempo como en el dominio transformado, y éste último particularizado al dominio de la frecuencia bajo las condiciones de régimen senoidal permanente, permitiendo así la introducción de los conceptos de espectro y respuesta en frecuencia así como las topologías básicas para la implementación de los sistemas de filtrado más comunes.

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Descriptores

Análisis de circuitos, respuesta en frecuencia, transformada de Laplace aplicada a circuitos.

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Competencias genéricas

Las competencias genéricas que un alumno debería adquirir en esta asignatura son: Trabajo en equipo Aprendizaje autónomo Capacidad para concebir, diseñar, implementar y operar sistemas y servicios en el ámbito de las TIC

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Competencias específicas

Las competencias específicas que un alumno debería adquirir en esta asignatura son: Concepción y dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas así como de teoría de circuitos eléctricos.

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Metodología

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Evaluación

Se realizarán cuatro pruebas de tipo test, una para cada tema. El peso global de estas cuatro pruebas en la calificación final será del 70% (15%+20%+15%+20%). En estas pruebas se combinarán preguntas de teoría así como preguntas relativas a la resolución de problemas prácticos. Se exigirá en cada uno de estos test una nota mínima de 4.0 para poder promediar. En aquellos casos en que, por lo menos en una de estas dos pruebas, el estudiante no se haya presentado o no haya conseguido la nota mínima indicada, dispondrá de un único examen en la convocatoria de recuperación (periodo de evaluación extraordinaria) para poder superar la asignatura.

El 30% correspondiente a pruebas de trabajo experimental se evaluará, al final del semestre, mediante examen individual en el laboratorio, de 1 hora de duración. No se exige nota mínima. No se habilita convocatoria de recuperación (salvo en casos muy específicos, en los cuales la nota media obtenida en los test supere el 5).

Se entiende que la presentación a cualquiera de las pruebas de evaluación descritas supone que corre convocatoria.

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Temario

Tema I Aspectos básicos (6 horas)

Concepto de linealidad e invarianza temporal.

Elementos pasivos y activos.

Análisis temporal.

Transformada de Laplace. Definición y propiedades básicas.

Dominios de análisis.

Transformación de circuitos.

Tema II Análisis de circuitos lineales (7 horas)

Leyes de Kirchhoff. Asociación y divisores.

Principio de superposición.

Equivalentes Thevenin y Norton. Transformación de fuentes.

Impedancias de entrada y salida.

Funciones de red. Respuesta impulsional y al escalón.

Diagramas de polos y ceros.

Respuestas natural/forzada y zero-state/zero-input.

Transitorios de primer orden: constantes de tiempo.

Transitorios de segundo orden: regímenes de amortiguamiento, factor de calidad y frecuencia de resonancia.

Conceptos básicos de estabilidad.

Tema III Régimen senoidal permanente (6 horas)

Concepto de RSP. Relación con Laplace.

Impedancias de elementos básicos en RSP.

Representación de señales en RSP.

Potencia compleja. Máxima transferencia de potencia.

Tema IV Respuesta en frecuencia de circuitos (9 horas)

Concepto de respuesta en frecuencia: ganancia y desfase.

Diagramas de Bode.

Tipos de respuesta en frecuencia: paso bajo, paso alto, paso banda, rechazo de banda y paso todo.

Contribuciones de ceros y polos.

Prototipos de respuesta para sistemas de primer orden.

Prototipos de respuesta para sistemas de segundo orden.

Conceptos básicos de la teoría de la aproximación.

Realizaciones activas y pasivas.

Transformaciones de frecuencia.

Sesiones prácticas

Las prácticas se orientarán a la caracterización experimental de circuitos en los dominios temporal y frecuencial. En los montajes se emplearán elementos pasivos y activos (amplificador operacional), así como instrumentación electrónica básica (fuentes de alimentación, generadores de funciones, osciloscopios, etc). El alumno deberá ser capaz de realizar los montajes y las medidas experimentales de forma autónoma. Estas competencias serán evaluadas en pruebas de trabajo experimental.

Concretamente se realizarán cinco sesiones de prácticas de 3 horas con los siguientes guiones:

Sesión 1. Se estudiará el comportamiento temporal de circuitos de 1^er orden, la carga de un circuito RC, aprendiendo a caracterizar su constante de tiempo. Siendo la primera sesión se realizará también una primera toma de contacto con el material y la instrumentación disponible en el laboratorio.

Sesión 2. Se retomará los circuitos de primer orden, estudiando la carga de un circuito RL, caracterizándolo mediante su constante de tiempo. Una vez finalizado el estudio de los sistemas de primer orden, se iniciará el trabajo con los sistemas de segundo orden identificando su régimen de amortiguamiento, midiendo constantes y frecuencias de amortiguamiento. Se comprobará el efecto de la impedancia de salida del generador de funciones.

Sesión 3. En esta sesión se profundizará en la relevancia de las impedancias de entrada y salida a la hora de conectar sistemas eléctricos. Ello nos hará introducir de manera natural la realización de seguidores de tensión mediante amplificadores operacionales.

Sesión 4. En esta sesión se iniciará el estudio de la respuesta en frecuencia de un sistema. Concretamente se iniciará por la caracterización mediante la frecuencia de corte de los sistemas de primer orden más sencillos: sistemas paso bajo y paso alto realizados mediante circuitos RC y RL.

Sesión 5. Se completa las sesiones de prácticas con el estudio de la respuesta en frecuencia de sistemas de segundo orden, caracterizándola mediante la frecuencia propia, factor de calidad, ganancia en la banda pasante y frecuencias de corte.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Linear Circuit Analysis

R. A. DeCarlo, Pen-Min Lin

Prentice Hall, 1995. ISBN 0-13-473869-1

Basic Circuit Theory

L. P. Huelsman

Prentice Hall International Editions, 1991. ISBN 0-13-063157-4

Basic Engineering Circuit Analysis

J. D. Irwin

MacMillan Publishing Company, 1993. ISBN 0-02-359891-3

Análisis Básico de Circuitos Eléctricos

D. E. Johnson, J. L. Hilburn , J. R. Johnson.

Prentice Hall, 1991. ISBN 9688806382

Electric Circuits Fundamentals

S. Franco.

Oxford University Press, 1995. ISBN 978-0195136135

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Idiomas

El idioma de impartición de las clases será castellano. Los idiomas de la documentación y bibliografía serán inglés y castellano.

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