Curso de ingeniería eléctrica

Lección 1 • Potencia y Energía en Circuitos

Define la potencia y la energía eléctrica, e introduce la convención pasiva de signos. Permite a los estudiantes calcular el consumo de energía y el rendimiento en circuitos simples.

Lección 2 • Seguridad Eléctrica y Normas

Introduce los peligros de choque eléctrico, la puesta a tierra, el aislamiento y las normas de seguridad industrial. Fundamenta todo el trabajo futuro en laboratorio y campo en una práctica profesional segura.

Lección 3 • Resistencia y Ley de Ohm

Cubre la resistividad, la resistencia y la relación lineal entre voltaje y corriente. Conecta las propiedades de los materiales con el comportamiento medible del circuito.

Lección 4 • Leyes de Kirchhoff y Topología de Circuitos

Presenta la LCK y la LVK como leyes universales de conservación que rigen el comportamiento de los circuitos. Los estudiantes aplican estas leyes para resolver circuitos de múltiples elementos de forma sistemática.

Lección 1 • Método de Corrientes de Malla

Introduce el análisis de mallas usando la LVK para asignar y resolver corrientes de lazo. Complementa el análisis nodal para circuitos planares con múltiples fuentes de voltaje.

Lección 2 • Capacitores e Inductores en Circuitos DC

Introduce los elementos de almacenamiento de energía y su comportamiento en estado estable DC. Prepara a los estudiantes para el análisis transitorio y de AC en capítulos posteriores.

Lección 3 • Equivalentes de Thévenin y Norton

Deriva los circuitos equivalentes de Thévenin y Norton para simplificar redes complejas. Permite un análisis de carga eficiente y cálculos de máxima transferencia de potencia.

Lección 4 • Superposición y Linealidad

Aplica el principio de superposición a circuitos con múltiples fuentes independientes. Refuerza la linealidad como una propiedad fundamental que permite la descomposición de problemas complejos.

Lección 1 • Transformada de Laplace en el Análisis de Circuitos

Introduce la transformada de Laplace como herramienta para convertir ecuaciones diferenciales a forma algebraica. Simplifica el análisis del comportamiento complejo transitorio y de estado estable del circuito.

Lección 2 • Respuesta de Circuitos RC de Primer Orden

Deriva las respuestas natural y al escalón de circuitos RC usando ecuaciones diferenciales. Establece la constante de tiempo como el parámetro clave que rige la caída transitoria.

Lección 3 • Análisis de Circuitos RLC de Segundo Orden

Extiende el análisis transitorio a circuitos RLC de segundo orden con tres casos de amortiguamiento. Los estudiantes clasifican y resuelven respuestas sobreamortiguadas, críticamente amortiguadas y subamortiguadas.

Lección 4 • Respuesta de Circuitos RL de Primer Orden

Analiza las respuestas natural y al escalón de circuitos RL en paralelo con los métodos RC. Destaca la dualidad entre el comportamiento transitorio capacitivo e inductivo.

Lección 1 • Resonancia en Circuitos AC

Analiza las condiciones de resonancia en serie y en paralelo y su importancia práctica. Conecta la resonancia con el diseño de filtros y el comportamiento de circuitos selectivos de frecuencia.

Lección 2 • Corrección del Factor de Potencia

Enseña métodos para mejorar el factor de potencia utilizando compensación reactiva. Demuestra los beneficios económicos y de rendimiento en sistemas de potencia industriales y comerciales.

Lección 3 • Impedancia y Admitancia

Extiende los conceptos de resistencia a la impedancia compleja para capacitores e inductores. Permite la aplicación de técnicas de análisis DC directamente a circuitos AC.

Lección 4 • Fuentes Sinusoidales y Representación Fasorial

Define las formas de onda sinusoidales e introduce la notación fasorial para el análisis de estado estable. Convierte señales en el dominio del tiempo a fasores en el dominio de la frecuencia para su manipulación algebraica.

Lección 1 • Medición de Potencia en Sistemas Trifásicos

Cubre las conexiones del vatímetro y el método de los dos vatímetros para la medición de potencia trifásica. Conecta las técnicas de medición con la práctica de monitoreo de la calidad de la energía.

Lección 2 • Sistemas Trifásicos Desbalanceados

Extiende el análisis a cargas desbalanceadas usando métodos de mallas y nodos. Prepara a los estudiantes para diagnosticar y corregir problemas de calidad de la energía en el mundo real.

Lección 3 • Cálculos de Potencia Trifásica Balanceada

Deriva las fórmulas de potencia total real, reactiva y aparente para cargas trifásicas balanceadas. Permite el dimensionamiento eficiente de sistemas de potencia y la selección de equipos.

Lección 4 • Transformadores Trifásicos y Distribución

Analiza las conexiones de transformadores trifásicos y su papel en las redes de distribución de energía. Introduce el sistema por unidad para el análisis simplificado de sistemas de múltiples voltajes.

Lección 1 • Funcionamiento y Polarización del MOSFET

Introduce la física de los dispositivos NMOS y PMOS, las características de transferencia y la polarización. Conecta el comportamiento del MOSFET con el diseño de circuitos integrados digitales y analógicos.

Lección 2 • Análisis y Diseño de Amplificadores

Diseña amplificadores de una sola etapa con BJT y MOSFET y evalúa la ganancia, la impedancia de entrada y de salida. Introduce la respuesta en frecuencia y el ancho de banda como métricas de rendimiento del amplificador.

Lección 3 • Circuitos con Amplificadores Operacionales

Analiza el comportamiento del amplificador operacional ideal y práctico en configuraciones inversora, no inversora y con realimentación. Permite el diseño de filtros, integradores y circuitos de acondicionamiento de señales.

Lección 4 • Funcionamiento del Transistor de Unión Bipolar

Analiza la estructura del BJT, las regiones de operación y la polarización DC para el diseño de amplificadores. Establece los modelos de pequeña señal usados en el análisis de amplificadores AC.

Lección 1 • Motores de Inducción

Deriva el concepto de campo magnético rotatorio y analiza los circuitos equivalentes del motor de inducción. Cubre el deslizamiento, las curvas par-velocidad y el rendimiento para la selección de motores industriales.

Lección 2 • Máquinas DC: Motores y Generadores

Analiza la construcción de la máquina DC, los circuitos equivalentes y las características par-velocidad. Permite la selección y el dimensionamiento de motores DC para aplicaciones de accionamiento.

Lección 3 • Fundamentos de Campo Electromagnético

Revisa las leyes de los campos eléctrico y magnético, incluyendo las leyes de Gauss, Ampere y Faraday. Establece la base de teoría de campos para el análisis de transformadores y motores.

Lección 4 • Circuitos Magnéticos y Transformadores

Modela circuitos magnéticos usando la analogía de la reluctancia y analiza los circuitos equivalentes del transformador. Cubre las pérdidas en el núcleo, la inductancia de fuga y el rendimiento bajo carga.

Lección 1 • Inversores y Accionamientos de Motor AC

Cubre las topologías de inversores monofásicos y trifásicos y las estrategias de modulación PWM. Conecta el diseño del inversor con el funcionamiento del variador de frecuencia para el control de motores.

Lección 2 • Diseño y Sintonización de Controladores PID

Diseña controladores proporcional-integral-derivativo y aplica métodos de sintonización a sistemas reales. Permite a los estudiantes optimizar el rendimiento transitorio y de estado estable de los sistemas regulados.

Lección 3 • Fundamentos de Sistemas de Control por Realimentación

Introduce el control de lazo abierto y de lazo cerrado, las funciones de transferencia y los criterios de estabilidad. Proporciona la base de la teoría de control para regular convertidores de potencia y accionamientos.

Lección 4 • Dispositivos Semiconductores de Potencia

Introduce los SCR, IGBTs y MOSFETs como dispositivos de conmutación de potencia y sus requisitos de accionamiento de compuerta. Establece las características de conmutación del dispositivo, críticas para el diseño del convertidor.