• Que los alumnos aprendan los principios y métodos fundamentales de análisis y cálculo de los circuitos eléctricos y magnéticos, en régimen permanente.
• Que apliquen los principios y métodos a la formulación y modelización matemática de los problemas que traten, a propuesta de la cátedra o por experiencia personal.
• Que ejerciten la resolución de los problemas aplicando herramientas actualizadas de cálculo e interpretando físicamente los resultados.
• Que adquieran conocimiento de los instrumentos para la medición de magnitudes eléctricas, disposiciones de conexión e idoneidad para su correcta y segura utilización.
• Que los alumnos aprendan a asociar los saberes aprendidos con problemas concretos de la ingeniería.

Los contenidos de la materia se encuentran detallados en el Programa Analítico vigente, redactado a partir de los contenidos mínimos (Programa Sintético) que forman parte del Diseño Curricular 1995.

DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA.

U. T. N.- FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES.

PROGRAMA ANALÍTICO DE ELECTROTECNIA I - PLAN 1995.

6 (SEIS) HORAS SEMANALES - (ANUAL).
 

U. T. Nº 1. Revisión de conceptos de carga eléctrica, intensidad de corriente, diferencia de potencial, fuerza electromotriz, potencia y energía eléctrica. Valores instantáneos. Sistema Internacional de Unidades. Ley de Ohm y leyes de Kirchhoff. Fuentes ideales de tensión y de corriente. Fuentes reales. Equivalencia de fuentes. Fuentes independientes y dependientes. Métodos de las mallas y de los nodos. Aplicación a redes en corriente continua. Nociones sobre topología de redes. (18 horas).

U. T. Nº 2. Teoremas de Thevenin, Norton y Millman. Redes lineales. Teorema de superposición. Teorema de reciprocidad, sustitución y compensación. Teorema de la máxima transferencia de potencia. Rendimiento. Transformación estrella - triángulo. Aplicación a redes en corriente continua. (18 horas).

U. T. Nº 3. Corrientes y tensiones variables en el tiempo. Relaciones entre la tensión y la corriente y recíprocas en la resistencia, la inductancia y la capacidad. Elementos lineales bilaterales. Tensiones y corrientes periódicas, valores instantáneo, medio, medio de media onda y eficaz. Su medición. La excitación exponencial generalizada. Impedancia y admitancia. Circuitos en régimen permanente sinusoidal. Impedancia y admitancia complejas. Tensiones y corrientes complejas. Representación vectorial. Estudio analítico (álgebra compleja) y gráfico de circuitos en serie, en paralelo y mixtos. Potencia y energía en la resistencia, la inductancia y la capacidad. Potencia en los circuitos de corriente alterna monofásica. Potencia instantánea, activa, fluctuante, reactiva y aparente. Potencia compleja. Breve noción sobre instrumentos electrodinámicos : el vatímetro. (24 horas).

U. T. Nº 4. Extensión de los métodos y teoremas de redes a régimen permanente sinusoidal. Impedancia y admitancia de entrada y de transferencia. Resonancia en las redes eléctricas. Circuito serie y paralelo. Resonancia por variación de parámetros y de frecuencia. Factor de mérito. Sobretensiones y sobreintensidades. Resonancia en circuitos mixtos. Teorema de la máxima transferencia de potencia en corriente alterna. Factor de potencia. Consideraciones técnico-económicas. Compensación. Circuitos con parámetros o frecuencia variables. Diagramas de impedancia, admitancia, tensiones y corrientes. (30 horas).

U. T. Nº 5. Inductancia. Energía almacenada. Inductancia mutua. Coeficiente de acoplamiento. Terminales homólogos. Su identificación. Energía almacenada en redes con acoplamiento magnético. Circuitos con acoplamiento magnético : serie, paralelo y mixto. Ecuaciones circuitales del transformador. Resolución. Circuito conductivo equivalente. Impedancia de entrada. Relaciones de transformación. Conservación de la potencia aparente. (18 horas).

U. T. Nº 6. Tensiones y corrientes poliarmónicas. Valor eficaz. Potencia activa, reactiva, aparente y de deformación. Factor de potencia. Circuitos lineales con tensiones no senoidales. Resonancia de armónicas. Circuitos alineales con tensión senoidal. Lazo de histéresis. Corriente de vacío del transformador. (18 horas).

U. T. Nº 7. Sistemas polifásicos. Breves nociones sobre generación. Secuencia. Sistemas trifásicos simétricos. Conexión en estrella y en triángulo de fuentes y cargas. Esquema unifilar equivalente. Potencia instantánea, activa, reactiva y aparente en sistemas simétricos. Corrección de factor de potencia. Sistemas asimétricos. Método del desplazamiento del neutro. Medición de potencia en circuitos polifásicos : teorema de Blondell. Método de Aron. Conexiones especiales. Campo magnético giratorio. Su generación y aplicaciones. (30 horas).

U. T. Nº 8. El circuito magnético en corriente continua. Vectores campo magnético e inducción. Flujo magnético. Ley de Ampere. Fuerza magnetomotriz y tensión magnética. Ley de Hopkinson. Símil eléctrico de los circuitos magnéticos. Reluctancia. Sistema Internacional de Unidades. Método gráfico analítico de resolución de circuitos magnéticos en corriente continua. Circuitos con imanes permanentes. Nociones sobre materiales para imanes. (18 horas).

U. T. Nº 9. El circuito magnético en corriente alterna. Ley de Faraday-Lenz. Fuerza electromotriz inducida. Relaciones con el flujo. Pérdidas por histéresis y corrientes parásitas. Bobina con núcleo de acero. Diagrama vectorial y circuito equivalente. Armónicas en sistemas trifásicos. Introducción a la conversión electromecánica de la energía. El electroimán. Fuerza portante. (18 horas).

BIBLIOGRAFÍA

• Hayt, William y Kemmerly, Jack, Análisis de Circuitos en Ingeniería, Mc Graw Hill, Madrid, 1966.
• Zeveke, G. V. y Ionkin, P. A., Principios de Electrotecnia, Tomo I, Editorial Cartago, Bs. As., 1959.
• Skilling, Hugh, Circuitos en Ingeniería Eléctrica, CECSA, México, 1963.
• Brenner, Egon y Javid, Mansour, Análisis de Circuitos Eléctricos, Mc Graw Hill, México, 1978.
• Spinadel, E., Electrotecnia, Editorial Kapelusz, Bs. As., 1983.
• Kerchner, Russell y Corcoran, George, Circuitos de corriente alterna, CECSA, México, 1962.
• M. I. T., Circuitos Eléctricos, CECSA, México, 1960.
• Edminister, Joseph A., Circuitos Eléctricos. Teoría y 350 problemas resueltos, Mc Graw Hill - Schaum, México, 1970
• Nilsson, James W., Circuitos Eléctricos, Addison-Wesley Iberoamericana, Estados Unidos, 1995.
• Dorf / Svoboda, CIRCUITOS ELÉCTRICOS, Introducción al Análisis y Diseño, Alfaomega Grupo Editor, 3ra Edición, 2000.
• Carlson, A.Bruce, CIRCUITOS, Thomson Learning, 2001
• Temas de Electrotecnia 200X, Ing. Antonio F. R. Carabio. CEIT.
• Matemática con Mathematica, M.I. Troparevsky, R.A. García, Nueva Librería, 1997

INICIO

• Que los alumnos aprendan los principios y métodos de análisis y cálculo de: a) circuitos eléctricos, excitados con distintos tipos de señales, en régimen transitorio; b) redes eléctricas tratadas como cuadripolos; c) redes trifásicas asimétricas; d) transitorios en circuitos no lineales y sus aplicaciones.
• Que apliquen los principios y métodos a la formulación y modelización matemática de los problemas que traten, a propuesta de la cátedra o por experiencia personal.
• Que ejerciten la resolución de los problemas aplicando herramientas actualizadas de cálculo e interpretando físicamente los resultados.
• Que los alumnos aprendan a asociar los saberes aprendidos con problemas concretos de la ingeniería.

Los contenidos de la materia se encuentran detallados en el Programa Analítico vigente, redactado a partir de los contenidos mínimos (Programa Sintético) que forman parte del Diseño Curricular 1995.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES

DEPARTAMENTO DE ELECTROTECNIA
 

UNIDAD 1. COMPONENTES SIMÉTRICAS. Definición. Cálculo de los vectores llave. Operador de giro. Expresiones matriciales. Generador asimétrico que alimenta una carga simétrica. Impedancia de secuencia cero. Componentes simétricas de las tensiones de fase en una carga desequilibrada. Acoplamiento magnético entre fases. Matriz de impedancia de secuencia. Potencia en componentes simétricas. (24 horas).

UNIDAD 2. CUADRIPOLOS. Ecuaciones terminales y parámetros de los cuadripolos : parámetros de impedancia, admitancia, transmisión e híbridos. Determinación por ensayos de vacío y cortocircuito. Cuadripolos simétricos y asimétricos. Impedancia característica. Impedancia imagen. Análisis del cuadripolo en carga. Asociación de cuadripolos. (20 horas).

UNIDAD 3. RÉGIMEN TRANSITORIO EN CIRCUITOS LINEALES CON EXCITACIÓN DE CC O CA SINUSOIDAL. Redes lineales. Propiedades. Componentes activos y pasivos. Leyes de equilibrio. Leyes de la conmutación. Condiciones iniciales. Ecuaciones diferenciales. Método clásico de resolución. Régimen libre, forzado y transitorio. Descarga de inductores y capacitores sobre un resistor. Constantes de tiempo. Dipolo RLC. Descarga aperiódica, crítica y periódica amortiguada. Resistencia crítica. Constante de amortiguamiento. Frecuencia natural. Excitación de dipolos RL, RC y RLC con fuente de tensión continua y alterna. Componentes de la respuesta. Sobretensiones y sobrecorrientes. Tratamiento mediante cálculo simbólico y numérico en computadora. (28 horas).

UNIDAD 4. MÉTODO OPERACIONAL. Fundamentos del método operacional. Impedancia operacional. Circuitos transformados. Condiciones iniciales : generadores equivalentes. Aplicaciones a transitorios en redes. Transitorios en redes acopladas magnéticamente. Tratamiento mediante cálculo simbólico en computadora. Función transferencia. Concepto y determinación a partir de los componentes de una red eléctrica. Álgebra de bloques. (28 horas).

UNIDAD 5. RESPUESTA DE CIRCUITOS CON DISTINTOS TIPOS DE EXCITACIONES. Función escalón. Teorema del desplazamiento real. Funciones periódicas. Respuesta a excitación periódica no senoidal. Tratamiento mediante cálculo simbólico en computadora. Función impulso. Propiedad de muestreo de la función impulso. La función impulso y la respuesta natural de un sistema. La función de transferencia y la integral de convolución. Régimen transitorio en circuitos no lineales. El fenómeno de ferroresonancia. (28 horas).
 

Existe una extensa y variada bibliografía que abarca la mayoría de los temas de la asignatura. En una materia consolidada, como es la Electrotecnia, donde la vigencia de los principios se mantiene en el tiempo, la bibliografía no envejece y existen varios textos clásicos que no han perdido valor, ya transcurridos casi cincuenta años de su publicación. La lista recomendada no es excluyente.

• Hayt, William y Kemmerly, Jack, Análisis de Circuitos en Ingeniería, Mc Graw Hill, Madrid, 1966.
• Netushil, A. V. y Strajov, S. V., Principios de Electrotecnia, Tomo II, Editorial Cartago, Bs. As., 1959.
• Skilling, Hugh, Circuitos en Ingeniería Eléctrica, CECSA, México, 1963.
• Brenner, Egon y Javid, Mansour, Análisis de Circuitos Eléctricos, Mc Graw Hill, México, 1978.
• M.I.T., Circuitos Eléctricos, CECSA, México, 1960.
• Nilsson, James, Circuitos Eléctricos, Addison-Wesley Iberoamericana, Estados Unidos, 1995.
• Dorf / Svoboda, CIRCUITOS ELÉCTRICOS, Introducción al Análisis y Diseño, Alfaomega Grupo Editor, 3ra Edición, 2000.
• Carlson, A.Bruce, CIRCUITOS, Thomson Learning, 2001
• Temas de Electrotecnia 200X, Ing. Antonio F. R. Carabio. CEIT.
• Matemática con Mathematica, M.I. Troparevsky, R.A. García, Nueva Librería, 1997

• Que los alumnos aprendan los principios y métodos fundamentales de análisis y cálculo del campo electromagnético, la propagación de la energía en líneas de transmisión y en el espacio libre y los principios de teoría de la relatividad.
• Que apliquen los principios y métodos a la formulación y modelización matemática de los problemas que traten, a propuesta de la cátedra o por experiencia personal, orientados al estudio de parámetros de servicio de líneas de transmisión, tecnología para la transmisión y distribución de energía eléctrica, estudio de los campos en las máquinas eléctricas, puestas a tierra y propagación de ondas en líneas y el espacio libre.
• Que ejerciten la resolución de los problemas aplicando herramientas actualizadas de cálculo e interpretando físicamente los resultados.
• Que los alumnos aprendan a asociar los saberes aprendidos con problemas concretos de la ingeniería.

Los contenidos de la materia se encuentran detallados en el Programa Analítico vigente, redactado a partir de los contenidos mínimos (Programa Sintético) que forman parte del Diseño Curricular 1995.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL BUENOS AIRES

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
 




3^er Año. 3 Hs/semanales

Unidad Temática 1. Revisión de temas de análisis vectorial. Gradiente. Divergencia. Rotor. Teorema de la divergencia. Teorema de Stokes. Identidades nulas. Campos eléctricos estáticos. Postulados de la electrostática en el espacio libre. Ley de Gauss. Ley de Coulomb. Campo eléctrico originado en distribuciones continuas de carga. Potencial eléctrico. Dipolo eléctrico. Campo electrostático en un conductor. Condiciones de frontera. (12 horas).

Unidad Temática 2. Dieléctricos en un campo eléctrico estático. Vector desplazamiento. Condiciones de frontera en la superficie de separación de dos medios de distinta permitividad. Capacitancias y condensadores. Procedimiento de cálculo. Ejemplos. Energía electrostática. Fuerzas electrostáticas. Ecuaciones de Poisson y Laplace. Método de las imágenes. Línea de transmisión bifilar infinita : capacidad distribuida. (9 horas).

Unidad Temática 3. Corrientes eléctricas estacionarias. Densidad de corriente. Ley de Ohm microscópica. Ecuación de continuidad. Cálculo de resistencias. Resistencia de puesta a tierra. Tensión de paso. (6 horas).

Unidad Temática 4. Campos magnéticos estáticos. Postulados fundamentales de la magnetostática en el espacio libre. Ley de Ampère. Potencial vectorial magnético. Ecuación vectorial de Poisson. Ley de Biot y Savart. Dipolo magnético. El magnetismo en los medios materiales. Intensidad de campo magnético. Comportamiento de los materiales magnéticos. Histérisis. Inductancia e inductores. Inductancia mutua. Energía magnética. Fuerzas y pares magnéticos. (21 horas).

Unidad Temática 5. Postulado fundamental de la inducción electromagnética. Ley de Faraday. Fuerza electromotriz de transformación. Fuerza electromotriz cinética. Generalización de la ley de Faraday. (6 horas).

Unidad Temática 6. Ecuaciones de Maxwell. Densidad de corriente de desplazamiento. Forma diferencial e integral de las ecuaciones de Maxwell. Ecuación de las ondas electromagnéticas. Caso de un medio homogéneo sin cargas ni conductividad. Onda electromagnética plana. Impedancia intrínseca en un medio dieléctrico. Propagación de ondas en materiales conductores. Atenuación. Impedancia intrínseca. Profundidad de penetración. Potencia y vector de Poynting. Ejemplos. (21 horas).

Unidad Temática 7. La Relatividad. Sistemas de referencia. Principio de la relatividad. Constancia de la velocidad de la luz. Postulados de Einstein. Dilatación del tiempo y contracción de la longitud. Transformación de Lorentz. Energía relativista. (21 horas).
 

BIBLIOGRAFÍA

• Skilling, Hugh, Los Fundamentos de las Ondas Eléctricas, Ediciones Librería del Colegio, Bs. As., 1952.
• Cheng, David K., Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería, Addison-Wesley Iberoamericana, Estados Unidos, 1997.
• Kraus, John D., Electromagnetismo, El Ateneo, Bs. As., 1960.
• Netushil, A. V. y Polivanov, K. M., Principios de Electrotecnia, Tomo III, Editorial Cartago, Bs. As., 1959.
• Kip, Arthur F., Fundamentos de Electricidad y Magnetismo, Mc Graw Hill, Madrid, 1958.
• Franklin, Philip, Differential equations for engineers, Dover Books, Estados Unidos, 1960.
• Panofsky, Wolfgang y Phillips, Melba, Classical Electricity and Magnetism, Addison-Wesley, Tokyo, 1962.
• Enseñat, Alfonso, Electrotecnia General, Tomo I : Teoría de los Campos, Editorial Labor, Barcelona, 1974.
• Wangsness, Roald K., Campos electromagnéticos, EUDEBA, Bs. As., 1982.
• Trejo, César A., Análisis Vectorial, Editorial Kapelusz, Bs. As., 1965.
• Abell, Martha L. y Braselton, James P., Differential equations with Mathematica, AP Professional, Estados Unidos, 1993.
• Sears, Zemansky, Young y Freedman, Física Universitaria, Volumen II, Addison-Wesley Longman, México, 1999.
• Temas de Electrotecnia 200X, Ing. Antonio F. R. Carabio. CEIT.
• Matemática con Mathematica, M.I. Troparevsky, R.A. García, Nueva Librería, 1997