1_indice_ programa de electrónica de potencia aplicada

8/19/2019 1_INDICE_ Programa de Electrónica de Potencia Aplicada

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I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L

SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS

FÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICO

CARRERA:Ingeniería Mecánica.

ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada SEMESTRE: Quinto.

OBJETIVO GENERAL:

El alumno diseñará circuitos con semiconductores electrónicos para el control de mecanismos.

CONTENIDO SINTÉTICO:

I DiodosII Transistores y tiristoresIII SensoresIV Actuadores de estado sólido para abrir y cerrar circuitosV OptoelectrónicaVI Circuitos electrónicos

METODOLOGÍA:

Elaboración de tareas y trabajos de extra clase.Solución de problemas.Dinámicas grupales en clase.Realización de prácticas de laboratorio.Elaboración de un proyecto de aplicación.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:

Aplicación de tres exámenes parciales.Evaluación de tareas y trabajos.Participación activa en clase.

Acreditación de laboratorio.Presentación de un proyecto de aplicación.

BIBLIOGRAFÍA:

Malvino, Principios de Electrónica, Mc. Graw Hill, México, 1992, 976 p.p.Boylestad Robert/ Nashelsky Louis, Electrónica Teórica de los Circuitos, Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A.México, 1997, 949 p.p.Maloney Timothy, Electrónica Industrial, Prentice-Hall, México, 1996, 845 p.p.Coughlin Robert F./ Driscoll Frederick F., Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales, Prentice-Hall, México, 1998, 518 p.p.


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ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica yEléctricaCARRERA: Ingeniería MecánicaOPCIÓN: COORDINACIÓN: Academias de Eléctrica – Electrónicae Ingeniería Eléctrica DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA:Electrónica de Potencia Aplicada.SEMESTRE:QuintoCLAVE:CRÉDITOS:9.0 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA:Teórico-prácticaMODALIDAD:Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA/TEORÍA: 3HORAS /SEMANA/PRÁCTICA: 3

HORAS /SEMESTRE/TEORÍA: 54 HORAS /SEMESTRE/PRÁCTICA:54

HORAS /TOTALES: 108

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Eléctrica-Electrónica e IngenieríaEléctrica.REVISADO POR: Subdirecciones Académicas deESIME Azcapotzalco y Culhuacan.APROBADO POR:Consejos Técnicos ConsultivosEscolares de ESIME Azcapotzalco y Culhuacan.Ing. Jorge Gómez Villarreal yIng. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR:Comisión de Planes yProgramas de Estudio del Consejo GeneralConsultivo del IPN.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

En la actualidad, el Ingeniero Mecánico se encuentra inmerso en la industria basada en la automatización, espor ello que requiere de mayores conocimientos de la electrónica.

En la automatización de procesos, siempre es necesario controlar como operar en forma muy precisa eldesempeño de los elementos de generación de movimiento, para ello, en esta asignatura se imparten losconocimientos necesarios para comprender la función que realizan estos controles por medio de elementossemiconductores discretos tales como: diodos, transistores, tiristores, etc.

Por otro lado, es fundamental saber especificar las características del equipo utilizado en la automatización,en los circuitos de control, de baja y alta potencia que son empleados para el control de motores y servomecanismos así como, conocer su operación bajo diferentes condiciones eléctricas.

Está asignatura requiere de los conocimientos de electricidad y magnetismo, circuitos eléctricos y máquinaseléctricas; así mismo, junto con las anteriores apoya a la asignatura de electrónica digital aplicada, introducción asistemas automáticos, instalaciones eléctricas, control y protección de motores eléctricos y automatización deprocesos industriales.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno diseñará circuitos con semiconductores electrónicos para el control de mecanismos.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE: HOJA:3 DE10

No. UNIDAD:I NOMBRE: Diodos

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno resolverá problemas que involucren las aplicaciones básicas del diodo.

HORASNo.TEMA

T E M A ST P EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

1.11.1.21.1.31.1.41.1.5

1.21.2.11.2.21.2.31.2.4

1.2.51.2.61.3

1.3.11.3.2

1.41.5

Unión P N.El diodo ideal.Polarización y características.Polarización.Región Zener.Diodo de silicio y germanio.Modelo de diodo.Características.Corriente de desplazamiento y de difusión.Características de transición y difusión.

Tiempo de recuperación en sentido inverso.Efectos de la temperaturaRectificación de media onda y onda completaFuente de alimentaciónRegulación de voltajeOtros tipos de diodosDiodos industriales

Sub Total

2.0

3.0

3.0

1.01.0

10.0

1.5

1.5

3

6.0

6.0

6.0

1B2B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Búsqueda documental por parte de los alumnos de las características de los semiconductores.Integración de equipos de trabajo para la resolución de ejercicios.Simulación del comportamiento de los semiconductores utilizando software.Prácticas de laboratorio correspondientes.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

El contenido de esta unidad y la II serán evaluadas en el primer examen parcial.Ejercicios realizados en clase y extra clase.Exposición de temas en forma grupal e individual.Realización de prácticas de laboratorio grupales.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE: HOJA:4 DE 10 No. UNIDAD: II NOMBRE: Transistores y Tiristores


El alumno describirá las características de transistores y tiristores, aplicándolas en la resolución deproblemas.

HORASNo.TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA2.1

2.1.12.1.22.1.32.1.42.1.52.1.62.1.72.1.82.1.9

2.1.10

2.1.112.1.122.2

2.2.12.3

2.3.12.4

2.4.12.4.2

Transistor bipolar.Tipos de transistores bipolares.NPNPNPConfiguraciones.Base común.Colector común.Emisor común.Diseño de circuitos conmutadores.Estado de corte.Estado de saturación.

Operación con cargas.ResistivaRectificador controlado de silicio (SCR).Características.DIAC.Características.Triac.Características.

Arreglo RC para protección del TRIAC.

Sub total

6.0

2.0

2.0

2.0

12.0

12.0

6.0

3.0

3.0

24.0

8.0

8.0

1 B2 B3 C


Búsqueda bibliográfica del funcionamiento de semiconductores de 3 y 4 capas semiconductoras.Dinámicas grupales para la participación activa de los alumnos en el diseño de circuitos a través de ejemplos yaplicaciones.Uso de software para la solución de aplicaciones de estos tipos de semiconductores.Prácticas de laboratorio correspondiente.


El contenido de esta unidad y la I, serán evaluadas en el primer examen parcial.Ejercicios realizados en clase y extra clase.Exposición de temas en forma grupal o individual.Realización de prácticas de laboratorio grupales.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE: HOJA:5 DE10 No. UNIDAD: III NOMBRE: Sensores


El alumno empleará el sensor requerido, en función a los parámetros de los sistemas de automatización.

HORASNo.TEMA

T E M A S

T P ECCLAVE BIBLIOGRÁFICA

3.13.1.13.1.23.23.2.13.2.23.2.33.2.43.33.3.13.3.23.3.33.3.43.43.5

Transductores.Transductores de presión.Transductores de humedad.Detectores.Inducción.Características generales.Detectores capacitivos.Detectores inductivos.Criterios de selección.Según la distancia de detección.Según las condiciones del material.Según condiciones ambientales.Según frecuencia de detección.Precauciones de montaje.Normas de aplicación europea y americanas

Sub Total

2.0

3.0

3.0

1.01.0

10.0

1.5

1.5

3.0

8.0

8.0

1 B2 B3 C


Búsqueda información sobre tipos y características de los sensores.

Dinámicas grupales para la participación activa de los alumnos en distinguir y seleccionar las aplicaciones de lossensores.Realización de ejercicios en clase y extra clase.Uso de software para la solución de aplicaciones de los sensores.Practicas de laboratorio correspondiente.


El contenido de esta unidad y la IV serán evaluadas en el segundo examen parcial.Ejercicios realizados.Exposición de temas en forma grupal o individual.Realización de prácticas de laboratorio grupales.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE: HOJA:6 DE 10

No. UNIDAD: IV NOMBRE: Actuadores de Estado Sólido Para Abrir y CerrarCircuitos.


El alumno empleará los actuadores bajo diversas condiciones eléctricas de operación.

HORASNo.TEMA

T E M A ST P EC


4.14.24.34.4

4.4.14.4.24.4.34.4.4

4.4.5

Región de corte y saturación.Conmutación

AplicacionesPolarización y características.Diodo controlado de silicio, SCRTriacDiodo interruptor bilateral, DIBInterruptores de silicio unilaterales y bilaterales, SUS,SBS.

Interruptor controlado por compuerta, GTO

Sub Total

1.01.01.07.0

10.0

3.0

3.0

6.0

7.0

7.0

1 B2 B3 C4 C


Búsqueda documental de las características y aplicaciones de los actuadores.Dinámicas grupales para la participación activa de los alumnos en demostrar el funcionamiento de los actuadoresa través de ejemplos y aplicaciones.Se asignarán ejercicios para realizarse en clase y extra clase.Uso de software para la solución de aplicaciones de los actuadores.Practicas de laboratorio correspondiente.


El contenido de esta unidad y la III serán evaluadas en el segundo examen parcial.Ejercicios realizados.Exposición de temas en forma grupal o individual.Realización de prácticas de laboratorio grupales.


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ASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada CLAVE: HOJA:7 DE 10 No. UNIDADV NOMBRE:Optoelectrónica


El alumno resolverá problemas de semiconductores que involucren las aplicaciones del aspecto luminosode la optoelectrónica.

HORASNo.TEMA

T E M A ST P EC


5.15.1.15.1.2

5.25.2.15.2.25.2.35.2.45.2.5

5.35.3.15.3.25.3.3

5.45.55.6

Absorción óptica de un semiconductorEmisión de luz.Foto celdas y foto resistencias.Emisores y detectores infrarrojos.LEDS Infrarrojos.Foto diodos.Foto transistores.Foto DIACS.Utilización de manuales.Opto aisladores y foto acopladores.Opto aislador con transistor de salida.Opto aislador con SCR de salida.Opto aislador con triac de salida.Interruptores ópticosFoto detectores y fibras óptica.

Aplicaciones en circuitos de control y fuerza.

Sub Total

1.0

1.5

1.5

0.50.51.0

6.0

1.5

1.5

1.5

1.5

6.0

6.0

6.0

1 B2 B3 C4 C

ESTRATEGIA DIDÁCTICABúsqueda de información sobre las características de los semiconductores aplicados a la optoelectrónica.Integración de equipos de trabajos para la realización un proyecto de aplicación.Uso de paquetes de cómputo para la solución de aplicaciones.


Se realizará la evaluación continua de los alumnos, tomando en cuenta sus participaciones dentro del aula y elcumplimiento satisfactorio de los trabajos extra clase. Para calificar el tercer parcial será a través de un examenque abarque el contenido de ésta unidad y la VI, así como la propuesta y avances de su proyecto de aplicación yla realización de prácticas de laboratorio grupales.


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No. UNIDAD: V I NOMBRE: Circuitos Electrónicos


El alumno construirá un circuito electrónico de aplicación.

HORASNo.TEMA

T E M A ST P EC


6.16.1.26.1.36.1.46.26.36.46.56.6

Características y Diseño AplicacionesPlanteamientoCálculo del diseñoManejo de Manuales técnicosDiagrama esquemáticoDiagrama físicoEspecificacionesEjemplos de circuitos electrónicos

Sub total

3.0

1.00.50.50.50.5

6.0

3.0

3.0

3.0

9.0

10.0

10.0

1 B2 B3C4C


Búsqueda de catálogos y manuales especializados en circuitos electrónicos.Dinámicas grupales para la participación activa de los alumnos en generar ejemplos fundamentados conaplicaciones al proyecto.Uso de paquetes de cómputo para la solución de aplicaciones.Desarrollo y término del proyecto de aplicación y el reporte correspondiente.


Se realizará la evaluación continua de los alumnos, tomando en cuenta sus participaciones dentro del aula y elcumplimiento satisfactorio de los trabajos de investigación extra clase.Para calificar el tercer parcial será a través de un examen que abarque el contenido de ésta unidad y la V.La entrega de su proyecto de aplicación en funcionamiento, el reporte escrito y la realización de prácticas delaboratorio grupales.


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RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT.No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

El diodo semi conductor y rectificaciónde señales alternas.

El transistor en estado de corte ysaturación.Operación del transistor con carga.

Tiristores (scr y triac).

Operación de cargas con tiristores.

Transductores.

Actuadores.

Optoelectronica.

Control de cargas inductivas (motores).

I

II

II

II

II

III

IV

V

VI

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

3.0

6.0

6.0

9.0

Todas las Prácticas serealizarán en el Laboratorio

de Ingeniería Eléctrica


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PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN1

2

3

I, II

III, IV

V, VI

Examen escrito 65%Evaluación continua 15%Prácticas 20%

Examen escrito 65%Evaluación continua 15%Prácticas 20%

Se sugiere.Proyecto 50%Examen escrito 30%Prácticas 20%

Nota: la calificación final corresponde al promedio de los tres periodos.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA1

2

3

4

X

X

X

X

Malvino, Principios de Electrónica, Mc. Graw Hill, México, 1992, 976 p.p.

Boylestad Robert/ Nashelsky Louis, Electrónica Teórica de los Circuitos,Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México, 1997, 949 p.p.

Maloney Timothy, Electrónica Industrial, Prentice-Hall, México, 1996, 845 p.p.

Coughlin Robert F./Driscoll Frederick F., Amplificadores Operacionales yCircuitos Integrados Lineales, Prentice – Hall. México, 1998, 518 p.p.


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PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Azcapotzalco y Culhuacan

CARRERA: Ingeniería Mecánica SEMESTRE Quinto

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Eléctrica – Electrónica e Ingeniería EléctricaASIGNATURA: Electrónica de Potencia Aplicada

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:Maestría o Licenciatura en Ingeniería Electrónica.

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:El alumno diseñará circuitos con semiconductores electrónicos parael control de mecanismos.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIAPROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Semiconductores de baja yalta potencia.

Sensores

Actuadores de estadosólido

Optoelectrónica

Manejo de manuales:de equipo y técnicos

Trabajar ó haber trabajadoen la Industria.

Proyecto de equipoelectrónico.

Diseño de circuitoselectrónicos.

Diseño aplicado amecanismos.

Reparación de equipo.

Mantenimiento demaquinaria.

Para transmitir losconocimientos.

De expresión oral yescrita.

Para el dibujo Electrónico.

Para propiciar el interés delos alumnos

Para mantener la atenciónde los alumnos.

Para la aplicación derecursos didácticos.

Positivas.

De honestidad.De justicia y equidad.

De paciencia.

De apoyo al alumno.

De comprensión delentorno social propio, de laescuela y de los alumnos.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

________________________ _________________________ ___________________________Ing. J. Daniel Andrade Baigen M. en C. Ricardo Cortes Olivera Ing. Jorge Gómez VillarrealIng. Adolfo López Carballo M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Ernesto Mercado EscutiaPRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE PLANTEL

FECHA: Octubre 2004

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