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MINISTERIO DE EDUCACIÓN
CARRERA LICENCIATURA EN EDUCACIÓN ELÉCTRICA
DISCIPLINA
ELECTRÓNICA GENERAL
MODALIDAD SEMIPRESENCIAL
TOTAL DE HORAS: 168
AÑOS Y ASIGNATURAS
3. año. Electrónica Analógica I
4. año. Electrónica Analógica II
4. año. Electrónica Digital I
4. año. Electrónica Digital II
5. año. Electrónica Industrial
AUTORES
MsC. Carlos Ravelo Gálvez
MsC. María del Rosario Prado Morejón
Lic José Angel Varona del Risco
AÑO DE ELABORACIÓN
2010
FUNDAMENTACIÓN DE LA DISCIPLINA
En la especialidades eléctricas, la electrónica se aplica en el diseño del control de
velocidad de motores, circuitos de mando, amplificación de señal, elementos sensores de
los parámetros de las líneas y otros circuitos, por lo que es de suma importancia para la
formación de cualquier graduado de dicha rama el dominio de los conocimientos,
habilidades y hábitos de la disciplina Electrónica.
Los técnicos medios de la especialidad de electricidad deben ser capaces de instalar,
mantener y reparar los circuitos electrónicos que forman parte de los sistemas eléctricos
empleados en instalaciones socio administrativas e industriales, por lo que se inserta la
disciplina en el plan de estudios del Licenciado en Educación de la carrera eléctrica de la
UCP para la ETP; respondiendo a la necesidad de que nuestros egresados estén
preparados técnica y metodológicamente para impartir estos contenidos, y las asignaturas
básicas especificas del resto de las especialidades eléctricas, de acuerdo con el
desarrollo de la técnica moderna.
El objeto de estudio de la Disciplina comprende los componentes, circuitos y sistemas
electrónicos utilizados en el control, las protecciones y la señalización de los
accionamientos eléctricos de cargas mecánicas y otros sistemas industriales. Es una
disciplina que tiene como precedencia el sistema de conocimientos y habilidades de las
disciplinas: Matemática, Física, Fundamentos y Mediciones de los Circuitos Eléctricos y
es base de las otras disciplinas de la carrera.
El desarrollo de las técnicas de conversión de energía utilizando semiconductores de
potencia es un factor importante para el estudio de los accionamientos eléctricos, por lo
que se mantuvo como objeto de estudio de esta disciplina en los planes de estudio
durante la universalización. El vertiginoso desarrollo de los circuitos integrados, la
utilización de los microprocesadores, aplicados a estas técnicas, han provocado, más
recientemente, la inclusión de estos temas en la disciplina de Electrónica. En el país en
particular, cada vez más, se utilizan en la industria sistemas de accionamiento eléctrico
altamente automatizados, instalaciones convertidoras de energía, etc. en las cuales se
usan componentes semiconductores de potencia dirigidos por dispositivos de alta
integración, sistemas a microprocesadores, controladores programables, etc.
En los últimos años, y en particular con la introducción de los microprocesadores, se ha
originado toda una gama de aplicaciones en el campo de la electroenergética, como son:
control a distancia de subestaciones, protecciones digitales de sistemas de energía,
control automático de la excitación y la velocidad de turbogeneradores, controladores
programables de diferentes procesos en plantas termoeléctricas, etc.
Para asimilar los contenidos de esta disciplina se requiere que los estudiantes apliquen
conocimientos y habilidades de Matemática, Física, inglés y Circuitos Eléctricos. A su vez
los elementos básicos de la electrónica sirven de base para que el estudiante interiorice
contenidos de otras asignaturas de la Carrera, como Electrónica Digital, Accionamientos
Eléctricos, Protecciones Eléctricas, etc.
La Disciplina en su conjunto brinda un conocimiento general como base para la aplicación
específica de dispositivos electrónicos, que se utilizan en la automatización industrial en
general, así como la base para impartir otras asignaturas afines de las especialidades
eléctricas en la ETP.
El problema de la disciplina se plantea como la necesidad de procesar y acondicionar
señales para sistemas electrónicos con el empleo de tecnología de última generación.
OBJETIVOS GENERALES
1. Describir cualitativa y cuantitativamente el funcionamiento de los componentes y
circuitos electrónicos analógicos y digitales, y sus aplicaciones, a partir de sus
características y modelado, el impacto de su producción en el medio ambiente y la
gestión de sus desechos.
2. Diseñar, auxiliado de la simulación, circuitos electrónicos analógicos y digitales de
aplicaciones prácticas, utilizando componentes discretos y circuitos integrados de
diferentes tipos, seleccionados de manuales en español e inglés, a partir de criterios
técnicos económicos y de racionalidad en correspondencia con las políticas
económicas trazadas por el Estado y con la aplicación de métodos creativos y de
investigación.
3. Explotar de forma eficiente y con responsabilidad las aplicaciones de los circuitos
electrónicos, cumpliendo con las medidas de seguridad y salud para el trabajo.
CONTENIDOS DE LA DISCIPLINA
Conocimientos esenciales:
Conducción en dispositivos semiconductores. Dispositivos semiconductores. Unión P-N.
La unión P-N. Transistores Bipolares. Transistor JFET. Los transistores MOSFET.
Generalidades sobre los Amplificadores. Amplificadores realimentados. Amplificadores
operacionales. Aplicaciones lineales de amplificadores operacionales. Aplicaciones no
lineales de amplificadores operacionales. Amplificadores de potencia. Fuentes de
alimentación lineales. Fuentes de alimentación conmutadas.
Sistemas Numéricos. Conversión entre Sistemas. Fundamentos del Algebra de Boole.
Teoremas, compuertas básicas, simplificación de redes. Circuitos combinacionales.
Circuitos multivibradores. Circuitos secuenciales, memorias y conversores de datos.
Circuitos aritméticos.
Estructura de una microcomputadora. Arquitectura de buses. Unidades de memoria y
E/S. Arquitectura externa e interna de los microcontroladores, temporización. Juego de
instrucciones. Programación en lenguaje ensamblador. Puerto paralelo programable
8255.
Principio de operación de los componentes de potencia. Rectificadores no controlados.
Rectificadores controlados. Fundamentos del mando en rectificadores, filtros de CD,
inversores dirigidos por la red. Convertidores Duales y Ciclo – convertidores. Reguladores
estáticos de tensión de CA. Convertidores CD/CD. Reguladores estáticos de tensión de
CD. Inversores autónomos. Mejoramiento de la forma de onda de salida de los
Inversores.
Sistema de habilidades
1.
Describir los dispositivos electrónicos, así como sus parámetros, características I vs.
V, modelos y el funcionamiento de circuitos analógicos y digitales.
2.
Explicar el funcionamiento de circuitos electrónicos, incluyendo los convertidores
industriales de apagado natural y forzado
3.
Determinar los parámetros de circuitos electrónicos con diodos, transistores,
semiconductores de potencia y circuitos integrados.
4.
Simular circuitos electrónicos analógicos y digitales.
5.
Seleccionar componentes electrónicos analógicos y digitales, incluidos los de
potencia de acuerdo a criterios técnico económicos.
6.
Diseñar esquemas electrónicos analógicos y digitales, con componentes discretos y
circuitos integrados de diferentes tipos.
7.
Utilizar literatura técnica incluidos manuales en español e inglés sobre componentes
y circuitos electrónicos integrados.
8.
Elaborar informes técnicos utilizando las normas establecidas.
9.
Solucionar problemas de mediana y baja complejidad de circuitos electrónicos
analógicos y digitales mediante la simulación.
10. Medir señales en diferentes puntos del circuito electrónico con voltímetros y
osciloscopios.
11. Programar en lenguaje ensamblador aplicaciones sencillas.
12. Aplicar medidas de seguridad y salud del trabajo y estrategias de gestión para el
desarrollo sostenible.
VALORES A LOS QUE CONTRIBUYE FORMAR
•
Dignidad
•
Patriotismo
•
Humanismo
•
Responsabilidad
•
Laboriosidad
•
Honestidad.
•
Honradez
•
Solidaridad
•
Justicia
INDICACIONES METODOLÓGICAS
Está constituida por cinco asignaturas que se imparten en tercer, cuarto y quinto años,
con un fondo de tiempo de 168 horas presenciales, que se distribuyen en las asignaturas
que la conforman de la siguiente forma:
ASIGNATURA
Electrónica Analógica I
Electrónica Analógica II
Electrónica Digital I
Electrónica Digital II
Electrónica Industrial
Ev. Final
AÑO
3ro
Ex. Final 4to
4to
Trab. Cur. 4to
5to
SEMESTRE
Sexto
Séptimo
Séptimo
Octavo
Noveno
HORAS
42
27
36
27
36
En las conferencias o encuentros, el profesor dará una explicación general del tema,
motivando a los estudiantes para su estudio y orientándoles la forma de hacerlo,
garantizando que tomen notas de clase sobre las actividades a realizar y la bibliografía a
consultar. Se reitera que debe quedar muy claro en ellas lo que debe estudiar el alumno
para la realización de las clases prácticas y los seminarios.
En las clases prácticas, el profesor, conjuntamente con los estudiantes, resolverá
problemas típicos sobre el tema dado en conferencias o encuentros. Las prácticas de
laboratorio serán virtuales para la simulación de la solución de problemas típicos y de ser
posible se realizarán también con el equipamiento real.
El profesor deberá estar actualizado en la nueva tecnología utilizada en el país, los
ejemplos serán de los equipos y sistemas empleados en la práctica nacional, se deberá
propiciar que los estudiantes trabajen con libros de texto y catálogos de los fabricantes,
incluidos en idioma Inglés, para que se familiaricen con estos.
Es responsabilidad del profesor el manejo adecuado del estudio del desarrollo de industria
electrónica, el carácter humanista o no del empleo de sus productos, de la aplicación de
las nuevas tecnologías y de la función de la electrónica en todos los sectores económicos
y sociales del país, para la formación de valores, viabilizar el trabajo político ideológico y
contribuir a la profundización de la historia de Cuba.
El componente laboral se garantizará a través de la disciplina de Práctica de Producción y
Servicios en la entidad productiva. Las asignaturas que conforman la disciplina
contribuirán, en primer lugar, a elaborar el plan de práctica de producción y servicio
acorde a las potencialidades de la entidad en que sea ubicado el estudiante, y en
segundo lugar, al desarrollo del trabajo de investigación que se llevará a cabo en el curso,
en coordinación con el colectivo de año, en correspondencia con los objetivos del año y
con las funciones declaradas en el Modelo del Profesional.
El profesor debe explotar todos los recursos de la disciplina para que los estudiantes
puedan dominar la lengua materna como soporte básico de la comunicación, lo cual se
pondrá de manifiesto en la comprensión de lo que se lee o escucha; en hablar
correctamente y en escribir con buena ortografía, caligrafía y redacción coherente, que le
permita servir como modelo lingüístico en su quehacer profesional.
Se resaltará el impacto negativo de la producción y uso de los equipos electrónicos sobre
el medio ambiente, a pesar de los beneficios que reporta para el desarrollo del país; se
trabajará porque los estudiantes se involucren en estrategias para el uso racional de la
energía eléctrica y el desarrollo sostenible, e investiguen sobre el uso de las tecnologías
limpias.
Se instrumentará el estudio de las leyes y demás regulaciones que en el orden jurídico
regulen el sistema educativo del país, en particular del subsistema de la ETP, la esfera
laboral, la seguridad y salud del trabajo, y la gestión ambiental, especialmente las
relacionadas con el ahorro de los recursos energéticos. Se estudia y aplica el Reglamento
Electrotécnico Cubano, Parte 1: Baja Tensión, en lo que a la electrónica se refiere.
Resulta de interés en esta disciplina, por sus características laborales, el adecuado
tratamiento de género, en especial en el laboratorio. De igual forma no se puede
descuidar la educación de la sexualidad, también por su relación con las exigencias del
trabajo en la práctica social. El factor del riesgo eléctrico y su incidencia en la salud
humana es otro factor incidente en la disciplina y en su práctica laboral, por lo que su
estudio debe ocupar un lugar en el logro de los objetivos de la disciplina.
El educador garantizará la planificación, orientación, control y evaluación del estudio
independiente, para lo cual orientará las tareas a realizar y el uso de los libros
correspondientes, precisará qué hacer, cómo, con qué, el resultado, cuándo se van a
comprobar y cuál será la influencia en su evaluación.
Sistema de evaluación
Para lograr una correcta caracterización del desempeño del estudiante, la evaluación será
sistemática e integradora y estará conformada por:
− la evaluación frecuente, preguntas orales y escritas, en los diferentes tipos de clases;
− los controles parciales. La asignatura que tenga examen final realizará un control
parcial, de lo contrario se sugiere que se planifiquen dos.
− los trabajos de control extraclases;
− otras actividades prácticas, tales como las tareas de proyectos técnicos, prácticas de
laboratorio, informes de visitas a industrias.
− La asignatura Electrónica Analógica II tiene examen final y la Electrónica Digital II
trabajo de curso.
Se sugiere que la evaluación final de las asignaturas que no tienen examen final sea:
− Un seminario integrador en Electrónica Analógica I.
− Un seminario integrador en Electrónica Digital I.
− Un trabajo práctico integrador en Electrónica Industrial.
La tarea o proyecto final de la asignatura Electrónica Industrial debe integrar los
contenidos de Accionamientos Eléctricos también y se defenderá, de ser posible, en la
última semana del semestre ante tribunal formado por los profesores de ambas
asignaturas.
La evaluación final debe tener un carácter cualitativo e integrador y convertirse en algo
consustancial a la ejecución del proceso, centrada en el desempeño del estudiante
durante el curso y en el que las evaluaciones frecuentes y parciales tengan un peso
fundamental.
BIBLIOGRAFÍA
Textos Básicos
1. Antología de Electrónica Analógica. Formada por capítulos seleccionados de los
siguientes textos:
a) Circuitos Micro electrónicos (todos los capítulos). Autor: M. H. Rashid. Editor:
International Thomson Editores, S.A. 2000. ISBN: 968-7529-79-2.
b) Diseño con Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Analógicos
(Capítulos 11, 12 y 13). Autor: Sergio Franco. Editor: Mc graw Hill Interamericana,
2005. ISBN: 970-10-4595-5.
2. Digital Design.Principles and Practices. Fourth Edition. Autor: John F. Wakerly. Editor:
Prentice- Hall, 2006, 928 páginas. ISBN: 0-13-186389-4.
3. Microelectronics, Second Edition. Autores: J. Millman, A. Grabel. Editor: Mc Graw Hill
Book Co., 1987, 1001 pág.
4. Power Electronics, Converters, Applications and Design. Autor: Mohan N.1995.
5. Electrónica de Potencia, Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones Rashid M. 1995.
Textos Complementarios
1. Fundamentos de los Microcontroladores. Aguado,J
2. Analysis And Design of Analog. I.C. Autores: P. Gray, R. Meyer Editor: John Wiley and
Sons, 1994
3. Bipolar and Mos Analog Integrated Circuit Design. Autor: A.B.Grebene. Editor: John
Wiley and Sons, 2003, 894 páginas.
4. Digital Design. Principles and Practices. Fourth Edition. Autor: John F. Wakerly Editor:
Prentice- Hall, 2006, 928 páginas. ISBN: 0-13-186389-4
5. Digital Systems Principles and Applications Autor: Tocci, Ronald Editor: Prentice Hall,
1995
6. Introducción a los Amplificadores Operacionales con Aplicaciones a CI. Autor:
Faulkenberry, L. M. Editor: Limusa Noriega, 1990
7. Introduction to Digital Logic Design Autor: Hayes, John Editor: Addison Wesley
Publishing Co., 1993
8. Microcontrollers Handbook”. INTEL Corporation, 1993.
9. Microelectronic Circuits & Devices. Autor: Horenstein, M. Editor: Prentice Hall
International, 1990.
10. Microelectronic Circuits Autor: Adel S. Sedra Editor: Oxford University Press, Fith
edition, 2001 ISBN: 0195142519, 1392 páginas
11. Microelectronics, Second Edition Autores: J. Millman, A. Grabel Editor: Mc Graw Hill
Book Co., 1987, 1001 pág.
12. Microelectronics”. Millman J.
13. Operational Amplifiers and Linear Integ. Circuits Autor: Coughin R.and Frederick, F. D.
Editor: Prentice Hall, 1991
14. Power Electronics, Converter, Applications and Design. Autor: Mohan, Ned
15. Principios de la Electrónica. Autor: Albert Paul Malvino. Editor: McGraw-Hill, 1991.
16. Digital Design. Principles and Practices. Wakerly, J.
17. Simuladores Electrónicos:
• EWB V 0,6
• Croclip
• Multisim