PRINCIPIOS ELÉCTRICOS Y APLICACIONES DIGITALESSCD-1018

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INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

ING. RODOLFO ALCÁNTARA ROSALES

INTRODUCCIÓN

Principios eléctricos y aplicaciones digitales, es una materia que aporta al perfil del Ingeniero en Sistemas Computacionales conocimientos y habilidades básicas para identificar y comprender las tecnologías de hardware así como proponer, desarrollar y mantener aplicaciones eficientes, diseñar e implementar interfaces hombre- máquina y máquina-máquina para la automatización de sistemas, integrar soluciones computacionales con diferentes tecnologías, plataformas o dispositivos.Para integrarla se ha hecho un análisis de la materia de Física General, identificando los temas de Electrodinámica y electroestática, que tienen una mayor aplicación en el quehacer profesional del ingeniero en sistemas computacionales.

TEMARIOUnidad Tema Subtema

1 Electrónica analógica

1.1. Corriente alterna y corriente directa1.2. Dispositivos pasivos1.3. Dispositivos activos1.4. Amplificadores operacionales1.4.1. Configuraciones1.4.1.1. Seguidor unitario1.4.1.2. Comparador1.4.1.3. Multiplicador1.4.1.4. Sumador1.4.1.5. Restador1.4.1.6. Integrad

TEMARIOUNIDAD TEMA SUBTEMA

2 Electrónica Digital 2.1 Tablas de verdad y compuertas lógicas2.2 Diseño de circuitos combinacionales2.3 Lógica secuencial2.4 Familias lógicas2.4.1 TTL2.4.2 ECL2.4.3 MOS2.4.4 CMOS2.4.5 Bajo voltaje (LVT, LV, LVC, ALVC)

TEMARIOUNIDAD TEMA SUBTEMA

3 Convertidores 3.1 Analógico / Digital A/D3.1.1 Tipos3.1.2 Aplicaciones3.2. Digital / Analógico D/A3.2.1. Tipos3.2.2. Aplicaciones

TEMARIOUNIDAD TEMA SUBTEMA

4 Lenguajes HDL 4.1. Dispositivos lógicos programables4.1.1. Tipos4.1.2. Características4.1.3. Fabricantes4.1.4. Pasos para el diseño con PLD’s4.2. Programación de circuitos combinacionalescon HDL4.2.1. Por captura esquemática4.2.2. Por tabla de verdad4.2.3. Por ecuaciones booleanas4.2.4. Por descripción de comportamiento4.3. Programación de circuitos secuenciales conHDL4.3.1. Por captura esquemática4.3.2. Por tabla de verdad4.3.3. Por ecuaciones booleanas4.3.4. Por descripción de comportamiento4.3.5. Por tabla de estado4.3.6. Por diagrama de transición

CRITERIOS DE EVALUACIÓNCRITERIOS DE EVALUACION

No.

INSTRUMENTOS DE EVALUACION

PORCENTAJE POR UNIDAD ( % )

I II III IV V VI VII VIII IX X

CONCEPTUALES Y PROCEDIMENTALES

1 EXÁMEN ESCRITO25 25 25 25

2 EXÁMEN VERBAL

3 EXPOSICIÓN15 15 15 15

4 TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN10 10 10 10

5 VISITAS ESCOLARES

6 PRACTICAS DE LABORATORIO50 50 50 50

7 PROYECTOS

8 PROTOTIPOS

9 PRACTICAS INDIVIDUALES

10 PRACTICAS EN EQUIPO

ACTITUDINALES

1 TRABAJO EN EQUIPO

2 TRABAJO INDIVIDUAL

3 DISCIPLINA

4 PUNTUALIDAD

5 ATENCION EN CLASE

6 OTROS

TOTAL =

100 100 100 100

Electrónica analógica

Corriente alterna y corriente directa

CORRIENTE DIRECTA

CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA

VALOR MEDIOValor medio por definición, para una función periódica de periodo T, es la media algebraica de los valores instantáneos durante un periodo:

VALOR PICO

Es el valor que hay desde el eje de las abscisas hasta el valor máximo de la onda senoidal.

TABLA DE REFERENCIAS

FRECUENCIA Y PERIODO

FRECUENCIA. Número de ciclos por unidad de tiempo.

PERIODO. Tempo que tarda en formarse un ciclo.

F = 1/T T = 1/F

Dispositivos pasivos

UNIDAD 1

RESISTENCIA ELÉCTRICA

ES LA OPOSICIÓN QUE SE PRESENTA AL PASO DE UN FLUJO DE CORRIENTE ELÉCTRICA, SUS UNIDADES SON EL OHM.EN EL CASO DE CONDUCTORES, DEPENDE DE LA RESISTIVIDAD, LONGITUD Y ÁREA TRANSVERSAL.

R = r ( L / A )

RESISTIVIDAD

ES UNA PROPIEDAD CARACTERÍSTICA DE LOS MATERIALES Y SE DENOTA POR LA LETRA r Y SUS UNIDADES SON EL OHM * METRO.

PROBLEMA

¿Cuál es la resistencia de un alambre telefónico si tiene una longitud de 28 pies y un diámetro de 0.0126 pulgadas?a) 650 ohmsb) 6.5 ohmsc) 65 ohmsd) 65 kohms

EFECTOS DE TEMPERATURA

Para buenos conductores, un buen aumento en la temperatura resulta en un aumento en su resistencia, por lo que tienen un coeficiente térmico positivo.

AISLANTES

Para los materiales aislantes, un aumento de temperatura ocasiona una disminución en la resistencia, por lo que que tienen un coeficiente térmico negativo.

Efectos de la resistencia en los conductores de cobre

Efectos de la resistencia en los conductores de cobre

PROBLEMA 2

Si la resistencia de un alambre de cobre es de 50 ohms a 20 grados centígrados ¿Cuál será su resisetncia a 100 grados centígrados?

PROBLEMA 3

Si la resistencia de un alambre de aluminio a temperatura ambiente (20º. C) es de 100 m ohms ¿A que temperatura aumentara 120 m ohms?

RESISTORES FIJOS

REDES DE RESISTORES

POTENCIÓMETROS

CÓDIGO DE COLORES

VALORES COMERCIALES

LEY DE OHM

LA INTENSIDAD DE CORRIENTE EN UN CIRCUITO ELÉCTRICO, ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL VOLTAJE E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA:

I = V / R

POTENCIA ELECTRICA

ES LA ENERGÍA REQUERIDA PARA MOVER LAS CARGAS A TRAVÉS DE UN CONDUCTOR Y SE PUEDE DETERMINAR POR:

P = I2 RP = I VP = V2 / RSUS UNIDADES SON EL WATT

CIRCUITO SERIE

ES AQUEL EN QUE LA CORRIENTE ELÉCTRICA SIGUE UNA MISMA TRAYECTORIA:

CIRCUITO PARALELO

LA CORRIENTE SIGUE DIFERENTES TRAYECTORIAS A TRAVÉS DE LAS RESISTENCIAS:

CIRCUITO MIXTO

COMBINACION DE CICUITO SERIE Y PARALELO:

LEYES DE KIRCHOFF

PARA LAS TENSIONESPARA LAS CORRIENTES

TENSIONES

PARA UN CAMINO CERRADO EN UN CIRCUITO, LA SUMA ALGEBRAICA DE LAS TENSIONES ES IGUAL A CERO

Σ V = 0

ANÁLISIS DE CIRCUITO

V1 – IR1 – V2 –IR2 – IR3 = 0

CORRIENTES

LA SUMA ALGEBRAICA DE LAS CORRIENTES EN UN NODO ES IGUAL A CERO.

ΣI = 0

CORRIENTES

I1 – I2 + I3 – I4 – I5 = 0

I1

I2

I3

I4

I5

LEY DEL DIVISOR DE VOLTAJE

El voltaje en un resistor en un circuito en serie es igual al valor de ese resistor multiplicado por el voltaje total de los elementos en serie dividido entre la resistencia total del circuito en serie.

PROBLEMA 4

Determine el voltaje V1 y V3 con la regla del divisor de voltaje para el siguiente circuito

CAPACITORES (CONDENSADORES)

CAPACITORES EN SERIE

CAPACITORES EN PARALELO

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

CARGA

DESCARGA

CAPACITOR EN FUNCIÓN DEL TIEMPO

CAPACITOR EN FUNCIÓN DEL TIEMPO

REACTANCIA CAPACITIVA Al introducir un condensador eléctrico o capacitor en un circuito de corriente alterna, las placas se cargan y la corriente eléctrica disminuye a cero. Por lo tanto, el capacitor se comporta como una resistencia aparente. Pero en virtud de que está conectado a una fem alterna se observa que a medida que la frecuencia de la corriente aumenta, el efecto de resistencia del capacitor disminuye. Como un capacitor se diferencia de una resistencia pura por su capacidad para almacenar cargas, el efecto que produce de reducir la corriente se le da el nombre de reactancia capacitiva (XC). El valor de ésta en un capacitor varía de manera inversamente proporcional a la frecuencia de la corriente alterna. Su expresión matemática es:

XC = 1_________

2 π f C

CIRCUITO RC

PROBLEMA

PROBLEMA

PROBLEMA