Programa

Profesor

Prof. Anant Agarwal

Objetivos del curso

Los objetivos de la asignatura son proporcionar a los estudiantes:

1. Una comprensión de las abstracciones básicas de Ingeniería Eléctrica (IE) en las que se basa el análisis y diseño de circuitos y sistemas eléctricos y electrónicos, incluyendo el circuito de constantes localizadas y las abtracciones digitales y de amplificador operacional.
2. La capacidad de utilizar abstracciones con el fin de analizar y diseñar circuitos electrónicos sencillos.
3. La habilidad de formular y resolver las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento temporal de aquellos circuitos que contienen elementos de almacenamiento de energía.
4. Una comprensión del modelado de dispositivos complejos, como los diodos semiconductores y los transistores de efecto de campo, y de la utilización de estos modelos en el diseño y análisis de circuitos útiles.
5. La capacidad para diseñar y construir circuitos, medir su comportamiento y funcionamiento, compararlos con los modelos de circuitos predichos y explicar las discrepancias.

Resultados del aprendizaje

Los estudiantes:

1. Aprenderán a desarrollar y emplear modelos de circuitos para componentes electrónicos básicos, como resistencias, fuentes, bobinas de inductancia, condensadores, diodos y transistores.
   
   
2. Se harán expertos en la utilización de distintos métodos de análisis de circuitos, incluyendo métodos simplificados como las reducciones serie-paralelo, los divisores de tensión y corriente y el método de nodos.
   
   
3. Apreciarán las consecuencias de la linealidad; en concreto, el principio de superposición y los circuitos equivalentes Thévenin-Norton.
   
   
4. Obtendrán una comprensión intuitiva del papel del flujo de potencia y del almacenamiento de energía en los circuitos electrónicos.
   
   
5. Desarrollarán la capacidad de analizar y diseñar circuitos sencillos que contengan elementos no lineales, tales como los transistores, utilizando los conceptos de líneas de carga, puntos de funcionamiento y análisis incremental.
   
   
6. Aprenderán a utilizar los fundamentos del álgebra booleana para describir el procesamiento de señales binarias y a utilizar componentes electrónicos como los del MOSFET como bloques de construcción en funciones binarias de implementación electrónica.
   
   
7. Aprenderán el uso del concepto de ruido con el fin de proporcionar a los circuitos digitales inmunidad a éste.
   
   
8. Conocerán el concepto de estado en un sistema físico digital y aprenderán a analizar circuitos lineales sencillos de primer y segundo orden que contengan elementos de memoria.
   
   
9. Conocerán el concepto de funciones de singularidad y aprenderán a analizar circuitos sencillos que contengan fuentes escalón y de impulsos.
   
   
10. Conocerán el concepto de estado estacionario sinusoidal y aprenderán a utilizar métodos de impedancia para analizar la respuesta de estado estacionario sinusoidal de los sistemas de primer y segundo orden.
    
    
11. Aprenderán a calcular las curvas de respuesta de frecuencia y a interpretar las características más sobresalientes en términos de polos y ceros de la función del sistema.
    
    
12. Tendrán la oportunidad de comprender mejor el comportamiento de un sistema físico conducido cerca de resonancia; en concreto, la relación de la respuesta transitoria y la importancia del factor de calidad Q.
    
    
13. Aprenderán el modelado y análisis de los amplificadores operacionales, así como a diseñar circuitos de amplificador operacional con el fin de realizar operaciones como la integración, la diferenciación y el filtrado en señales electrónicas.
    
    
14. Conocerán los conceptos de retroalimentación positiva y negativa en los circuitos electrónicos.
    
    
15. Aprenderán el uso de la retroalimentación negativa para estabilizar la ganancia de un amplificador basado en un amplificador operacional y la posibilidad de utilizar la retroalimentación positiva en el diseño de un oscilador.
    
    
16. Adquirirán experiencia en la construcción y localización de problemas de circuitos electrónicos analógicos y digitales sencillos.

Clases

Las clases se impartirán dos veces por semana y tendrán una duración de una hora por sesión.

Seminarios

En las semanas que no haya prácticas en el laboratorio, se celebrarán seminarios en los despachos de los ayudantes técnicos (TA), situados en el mismo laboratorio. El horario de los seminarios se públicará en la página web del curso 6.002. El ayudante técnico asignará nuevos horarios para los seminarios que sean cancelados por vacaciones.

Libro de texto

Materiales del curso: Agarwal y Lang, Elsevier Publishers, primavera 2004.

Tareas para casa

Las tareas para casa se distribuirán en clase y se recogerán la siguiente semana en la clase de repaso. La semana siguiente a su recogida, durante el seminario, se entregarán corregidas y con las soluciones. Le invitamos y animamos a que intercambie opiniones sobre las tareas con sus compañeros. No obstante, la formulación final y el informe escrito de las tareas deben ser personales. La entrega de tareas copiadas de otros compañeros se considera un comportamiento éticamente incorrecto, y será objeto de tratamiento por el comité de disciplina. Aún más importante, a pesar de que las tareas solamente implican el 5% de la calificación final, éstas son de vital importancia para el aprendizaje del material y para la correcta realización de las pruebas y del examen final. Cabe la posibilidad de que los exámenes incluyan preguntas relativas a las tareas, y se tendrá en cuenta su ejecución durante la calificación en aquellos casos en los que existan dudas entre dos calificaciones.

No se aceptarán tareas atrasadas para calificación. Sin embargo, las calificaciones totales de las tareas se basarán en las 9 mejores notas de las 11 tareas individuales. Por lo tanto, se puede faltar a dos entregas de los trabajos sin que se penalice la calificación, a excepción de la tarea 11 que es obligatoria y que consistirá en un trabajo de diseño de dos semans de duración que servirá también como ejercicio preparatorio para la práctica 4.

Prácticas

Las prácticas tendrán lugar durante las semanas que se indican en la fotocopia "At a Glance". Los ayudantes técnicos están a disposición de los estudiantes para cualquier ayuda que necesiten y para las sesiones de comprobación durante las semanas en las que se realicen las prácticas. Los horarios de prácticas individuales se asignarán y publicarán en la página web del curso. El trabajo escrito de las prácticas 1 a la 3, que deberá completarse en el cuaderno de prácticas, se entregará en la clase de repaso del día siguiente a la semana de la práctica. En el caso de la última práctica no será necesario entregar ningún trabajo escrito. Le invitamos y animamos a que intercambie opiniones sobre las prácticas con sus compañeros, así como a que se agrupen en parejas para realizar una práctica. No obstante, el informe escrito debe ser personal. El hecho de saltarse una práctica y copiar el trabajo de un compañero se considerará una violación seria de los principios éticos de la institución, y el caso será tratado por el comité de disciplina.

Libros de prácticas 

Los estudiantes deberán adquirir un cuaderno de papel cuadriculado fino de pastas duras para anotar las mediciones, las observaciones y los gráficos de datos que se tomen durante los ejercicios de prácticas en el laboratorio. Los ejercicios escritos previos y posteriores a la práctica deben completarse también en el cuaderno, que deberá entregarse para su calificación durante la clase de repaso de la semana posterior a la de las prácticas. El cuaderno se les devolverá a los estudiantes antes de la siguiente práctica. 

Pruebas

Los dos días indicados en la fotocopia "At a Glance" se realizarán, por la tarde, pruebas a libro cerrado de dos horas de duración. La fecha y sitio exactos del examen final se comunicarán en su debido momento. Los estudiantes pueden llevar a cada prueba un folio con apuntes por las dos caras. No habrá clase ordinaria ni clase de repaso el día de la prueba. Lógicamente, las pruebas deben realizarse individualmente, por lo que el comité de disciplina tratará cualquier infracción cometida a este respecto.

Examen final

Durante la semana de exámenes de final del trimestre tendrá lugar el examen final, de tres horas de duración. La hora del examen y el aula en el que se celebrará se comunicarán más adelante. Los estudiantes pueden llevar a cada prueba un folio con apuntes por las dos caras. Lógicamente, los exámenes finales deben realizarse individualmente, por lo que el comité de disciplina tratará cualquier infracción cometida a este respecto.

Calificación

La calificación inicial se basará en el baremo siguiente: tareas para casa (5%), pruebas (25% cada una) y examen final (45%). A su vez, el personal docente se reunirá para discutir detalladamente e incluir como factor a tener en cuenta en la calificación del estudiante su diligencia en la realización de las tareas para casa, su rendimiento en las prácticas y su participación en clase y en los seminarios. Esto puede influir positiva o negativamente en la calificación final, especialmente si la calificación inicial plantea dudas entre dos notas. Además, en el caso de no completarse las prácticas de este curso, la calificación final sería una F (Suspenso).

Este curso se ha diseñado de tal forma que las clases, las clases de repaso, las prácticas, los seminarios, las tareas para casa y las prácticas sean parte integral y esencial del proceso de aprendizaje. A pesar de que no se premia específicamente la participación, sí se penaliza claramente la falta de ella. Los estudiantes que frecuentemente falten a las clases de repaso, los seminarios, las prácticas y no entreguen las tareas para casa no podrán ser calificados.