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Plan Anual de Actividades Académicas

a completar por el Director de Cátedra

Departamento: INGENIERIA ELECTRICA.

Asignatura ELECTROTECNIA II:

Titular: ………………………………………………………………………………………………………

Asociado: …………………………………………………………………………………………………...

Adjunto: ING. MIGUEL ANGEL ESTEVEZ.

JTP: ING. OSCAR GREGORIO SORIA

Auxiliares: ……………………………………………………………………………………………..

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1. Fundamentación de la materia dentro del plan de estudios.

La carrera de Ingeniería Eléctrica, consta de dos tipos de asignaturas A)

Básicas: que realizan el estudio de los circuitos en general como las dos electrotecnias y la que estudia en particular los fenómenos

electromagnéticos como Teoria de los Campos. B) Aplicadas: Son las que utilizan los conocimientos básicos para ser usados en la aplicación

profesional.

Para afrontar y comprender los conceptos desarrollados en la asignatura Electrotecnia II se debe hacer referencia a lo desarrollado en Electrotecnia I,

asignatura con la que se complementa estrechamente. Mientras Electrotecnia I desarrolla el estudio de los circuitos en régimen permanente

con excitación fundamentalmente alterna y continua en Electrotecnia II se

desarrolla el estudio del régimen transitorio con distintos tipos de excitaciones siendo este análisis el eje fundamental de la misma.

Con respecto al estudio del régimen de corriente alterna trifásico , en Electrotecnia I se tratan los circuitos y excitaciones simetricas, en tanto que

Electrotecnia II desarrolla la solución de los circuitos asimétricos, con

detenimiento especial en al análisis de fallas( cortocircuitos y cortes de líneas de alimentación).

Finalmente se desarrolla el análisis de circuitos eléctricos mediante la teoría de cuadripolos,comprendiendo régimen permanente o transitorio, estableciendo conceptos valiosos para aplicar en Electrónica y Sistemas de Potencia

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2. Objetivos. El objetivo es que al finalizar el curso el alumno haya logrado desarrollar destrezas en: A) Analizar cualitativamente el comportamiento en régimen transitorio de circuitos

sencillos,

B) Resolver el régimen transitorio de circuitos más complejos con excitaciones

simples y compuestas, tanto con las herramientas del método clásico como el del

operacional

C) Aplicar la Teoría de Cuadripolos comprendiendo los casos en que es ventajosa o

apropiada.

D) Resolver regimenes trifásicos asimétricos y las fallas típicas utilizando el método

de las Componentes Simétricas

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3. Contenidos

Programa sintético

Componentes simétricas

Cuadripolos

Régimen transitorio en circuitos lineales. Circuitos excitados con corriente

alterna y corriente continua. Método Clásico.

Régimen transitorio en circuitos lineales.Excitaciones diversas. Método Operacional (Transformada de Laplace)

Transformada de Fourier. Convolución. Señales singulares

Programa Analítico

Unidad Didáctica 1: Componentes simétricas.

Descomposición de un sistema polifásico asimétrico en sistemas simétricos. Aplicación a sistemas trifásicos. Convenciones sobre notación, definición del operador factor de fase. Propiedades de los circuitos con respecto a las componentes simétricas. Corriente de neutro, tensiones de línea, tensiones de fase, relación entre tensiones de línea y fase. Impedancia a las componentes de distinta secuencia. Casos prácticos típicos. Potencia de un circuito trifásico en función de las componentes simétricas. Cálculo de circuitos asimétricos: con generación asimétrica, con carga asimétrica y con generación y carga asimétricas. Aplicación a casos de cortocircuito monofásicos y bifásicos (con y sin contacto a tierra) Interrupción de fase. Circuitos equivalentes de cada falla.

Unidad Didáctica 2. Cuadripolos

Definición de cuadripolo y conceptos asociados. Tipos de cuadripolos. Fundamentos de la teoría de cuadripolos. Demostración de la existencia de relaciones entre variables de entrada/salida. Distintas matrices de parámetros de cuadripolos. Cálculos analíticos y experimentales de los parámetros. Relaciones entre parámetros y conversión entre distintos tipos. Conexiones entre cuadripolos. Obtención del cuadripolo equivalente. Adaptación de impedancias. Simétrica y Asimétrica. Análisis de cuadripolos simétricos. Impedancia característica e impedancia Imagen.

Unidad Didáctica 3. Régimen Transitorio en CC y CA. Método Clásico.

Terminología y convenciones de notación. Los 3 componentes fundamentales de las redes eléctricas. Leyes básicas de la Electrotecnia que rigen su comportamiento. Interpretación física. Leyes de la conmutación. Circuitos equivalentes de los componentes en el momento de la conmutación. Modelado de circuitos; ámbito de validez e interpretación de resultados. Conexionado de componentes del mismo tipo y valor equivalente. Conexionado de elementos de distinto tipo. Circuitos RL, RC y RLC. Ecuaciones diferenciales. Régimen libre. Respuesta periódica, aperiódica y crítica. Interpretación física. Régimen forzado o permanente. Deducción para excitación exponencial, continua y alterna. Circuitos equivalentes en régimen permanente. Análisis general de circuitos RC y RL en alterna. Posibles valores máximos de las variables durante el régimen transitorio. Obtención de gráficas de las variables en función del tiempo. Análisis conceptual de las formas de onda en circuitos RLC. Consideración de circuitos mallados y excitaciones múltiples

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Unidad Didáctica 4. Método Operacional. Excitaciones varias.

Significado conceptual de la transformada de Laplace. Transformadas más usadas. Definición de funciones singulares, (escalón, impulso, pulso y rampa), relaciones y transformadas. Circuitos transformados o circuitos equivalentes de Laplace. El problema de la antitransformación. Propiedades y métodos más útiles para la aplicación específica a los circuitos eléctricos. Concepto de Funciones de Red. Transferencia e Impedancia transformada. Teoremas del valor inicial y final. Aplicaciones. Excitaciones compuestas (ondas triangulares, trapezoidales, etc.). Métodos de resolución por intervalos o por transformada completa de la excitación. Linealización de Funciones compuestas. Excitaciones compuestas periódicas.

Unidad Didáctica 5. Transformada de Fourier

Respuesta en frecuencia de señales aperiódicas. Teorema de Parseval. Amplitud y fase en función de

la frecuencia. La integral de convolución. Transformada y antitransformada de Fourier, propiedades. Aplicaciones

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4. Metodología de Enseñanza. Se desarrollan conjuntamente la presentación de contenidos (enseñanza) y las tareas de los alumnos con dichos contenidos (aprendizaje). Exposición. Comunicación preponderante desde el docente al alumno con el propósito de:

1. Presentar los objetivos y alcance de cada tema.

2. Exposición de cada tema

3. Desarrollar los temas a partir de una aplicación o problema, dando los fundamentos teóricos y proponiendo metodologías de resolución.

4. Realizar síntesis de los contenidos dados en clases, clarificando los conceptos

fundamentales. 5. Uso del Aula Virtual para afianzar contenidos con material extra.

Resolución de problemas a cargo del alumno con guía del docente. Con el objetivo de:

1. Desarrollar el razonamiento. 2. Afianzar y madurar los conocimientos. 3. Analizar los resultados obtenidos. 4. Desarrollar la confianza en sus capacidades.

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5. Metodología de Evaluación. Tiene como objetivo acreditar que el alumno adquirió los conocimientos mínimos suficiente para ejercer tareas en los campos del saber propios de cada asignatura y consiste en:

1. Evaluación continua. 2. Pruebas o exámenes parciales sobre aspectos prácticos únicamente. 3. Exámenes finales teóricos y prácticos. 4. Exámenes finales teóricos únicamente.

Para obtener la regularización de la materia el alumno deberá cumplir lo siguiente:

Asistencia a clases teóricas-prácticas y prácticas de un 80 % como minimo.

Aprobar dos evaluaciones parciales con puntaje mayor a 50.

En caso de desaprobar se les concede una recuperación por cada evaluación parcial

Para aprobar la asignatura, una vez regularizada, deberá rendir un examen integrador teórico.

6. Recursos didácticos a utilizar como apoyo a la enseñanza.

Material didáctico.

1. Se dispone de libros en la biblioteca del Departamento y de la Facultad. 2. Se dispone de equipamiento didáctico en laboratorio 3. Se están elaborando apuntes sobre ciertos contenidos de la materia a los efectos de

servir de guía en el proceso de aprendizaje que estarán disponibles en el Aula Virtual. 4. Se incentiva al estudiante a recurrir a catálogos e informaciones técnicas publicadas

por fabricantes.

7. Recursos tecnológicos.

1. Proyector de video para presentaciones Power Point y Prezi. 2. Pizarra Inteligente. 3. Aula Virtual

8. Articulación horizontal y vertical con otras materias

Las materias que necesariamente preceden a Electrotecnia II son las Físicas,

los Análisis Matemáticos y Electrotecnia I.

En sentido horizontal se relaciona estrechamente con Fundamentos para el

Análisis de señales.

Electrotecnia II aporta elementos para las materias aplicadas de la carrera

de los siguientes años, pero fundamentalmente para Control Automático y

Sistemas de Potencia.

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9. Correlatividad.

1) Correlativas para cursar a) Cursada: - Física II - Electrotecnia I - Análisis Matemático II b) Aprobada - Análisis Matemático I - Álgebra y Geometría Analítica - Física I 2) Correlativas para rendir examen final. Aprobadas: - Física II - Electrotecnia I - Análisis Matemático II La Cátedra se compone de sólo 2 docentes por lo cual las tareas de coordinación se

ven facilitadas. Prácticamente todas las semanas se realizan breves reuniones con ese

fin, organizando sobre la marcha las actividades docentes de la manera que mejor se

adapten a las circunstancias. Este intercambio también produce la introducción de

mejoras en el contenido o dictado de la materia.

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10. Cronograma estimado de clases.

ASIGNATURA: Electrotecnia II REGIMEN: Anual

AREA: Electrotecnia CARRERA : Ingeniería Eléctrica

SEMESTRE: 1° SEMESTRE: 2°

SEMANAS A CONSIGNAR: ASIGNATURA ANUAL: 32 Semanas de Clases, incluye Clases, Parciales y recuperaciones. El cronograma contempla 32 semanas, utilizadas del siguiente modo: El detalle del cronograma tentativo es el siguiente.

Unidad Tema Tiempo Estimado (hs)

Teoría Práctica

1 Componentes Simétricas 12 8

2 Cuadripolos 12 8

3 Transitorio Método Clásico 20 8

4 Transitorio Método Operacional 20 8

5 Fourier 8 8

Parciales 8

Recuperaciones 8

Totales 72 56

11. Bibliografía

Principios de electrotecnia. Tomo I. Zeveke-Ionkin – Ed. Cártago 1958 – Ed. Grupo

Editor de Bs.As. 1973.

Análisis de redes. Van Valkenburg. Ed. Limusa - 1977

Sistemas de control realimentados. D’Azzo y Houpis – Ed. Paraninfo 1977, 1992

Teoría y problemas de circuitos eléctricos. Edminister J. – Ed. Shaum 1985

Network Analysis. Seshu. Balabanian. (Texto en Inglés)

Circuitos Eléctricos. Dorf Richard y Svoboda James. - Ed. Alfa Omega 2003

Análisis de circuitos en ingeniería William H. Hayt Jr – McGraw .Hill (5º)

Circuitos en ingeniería eléctrica Hugh H. Skilling Ed Cecsa (4º)