## 30302 - Circuits and systems

### Teaching Plan Information

2021/22
Subject:
30302 - Circuits and systems
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
581 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering
ECTS:
6.0
Year:
581 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering: 1
656 - Degree in Telecommunications Technology Engineering: 1
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
Semester:
Second semester
Subject Type:
581 - Basic Education
330 - ENG/Complementos de Formación
Module:
---

### 4.1. Methodological overview

The teaching methodologies that will be applied in order to achieve the proposed learning goals are the following:

The course is taught using a marked practical approach, by applying Problem Based Learning (PBL) strategies: raising problems and looking for solutions. During this process, the students' critical spirit and self-assessment is encouraged.

Fundamentals of circuits and systems are presented and explained in participative lectures, while the laboratory sessions, seminars and assignments are more focused on the experimental perspective and the capacity to address new situations or problems. It is noteworthy that the laboratory sessions are face-to-face activities and their assessment contributes to the final grade of the course.

The following types of activities are scheduled:

• APA1. Participative lectures, where the main course contents are presented and discussed.
• APA3. Laboratory sessions, seminars and assignments, where students can put into practice the theoretical part of the course and are aware of its application to real-world telecommunications.

### 4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

PART 1

Unit 1. Basic concepts of circuits and systems. Circuit variables: charge, current, voltage and power. Ohm’s law, active and passive circuit elements: independent sources, dependent sources, resistors, capacitors, inductors. Systems and properties.

Unit 2. Basic laws and circuit theorems. Concept of node, branch and loop in a circuit. Kirchhoff’s laws. Source Transformations. Superposition. Thevenin’s and Norton’s theorems. Two-port networks: parameters.

Unit 3. Nodal and mesh circuits analysis. Nodal analysis. Mesh analysis.

PART 2

Unit 4. Time response of first-order circuits. Introduction. First-order circuits. Unit‑step function. Exponential Response. First-Order Circuits. Step Response. Transient Analysis. Steady-State Analysis: Phasors.

Unit 5. Circuits in the s-domain. Network function. Circuit elements in the s-domain. Impedance and admittance. s-domain circuit analysis. Network function: Circuit poles and zeros and relation to the natural and forced response. Sinusoidal steady-state analysis. Phasors and sinusoids. Complex power. Maximum power transfer.

### 4.4. Course planning and calendar

The course calendar is determined by the Escuela de Ingeniería y Arquitectura calendar. In addition, the main dates of the course will be informed through the Moodle platform of the University of Zaragoza.

### 4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30302

## 30302 - Circuitos y sistemas

### Información del Plan Docente

2021/22
Asignatura:
30302 - Circuitos y sistemas
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
Créditos:
6.0
Curso:
581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación: 1
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
581 - Formación básica
330 - Complementos de Formación
Materia:

### 1.1. Objetivos de la asignatura

#### La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general de esta asignatura es proporcionar a los alumnos conocimientos básicos sobre circuitos y sistemas, así como presentarles la terminología habitual y capacitar al estudiante para el análisis de sistemas lineales sencillos y en particular de circuitos eléctricos. Para ello se presentan en primer lugar los conceptos básicos de circuitos y sistemas, incluyendo las leyes, teoremas y procedimientos fundamentales, seguidamente se introducen las técnicas de análisis de circuitos tanto en el dominio del tiempo como en el dominio transformado que facilitarán la comprensión del análisis general de sistemas lineales.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

- Objetivo 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.
Meta 7.3, De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.

- Objetivo 8: Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible.
Meta 8.4, Mejorar progresivamente, de aquí a 2030, la producción y el consumo eficientes de los recursos mundiales y procurar desvincular el crecimiento económico de la degradación del medio ambiente, conforme al Marco Decenal de Programas sobre modalidades de Consumo y Producción Sostenibles, empezando por los países desarrollados.

### 1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte de la materia básica de formación inicial denominada 'Tecnología Electrónica, Circuitos y Sistemas' que cubre competencias de formación básica y generales de la titulación del grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación. Esta titulación habilita para la profesión de ingeniero técnico de telecomunicación en las tecnologías específicas de  sistemas  de  telecomunicación,  telemática,  sistemas  electrónicos  y  sonido  e  imagen. Los 3 itinerarios que actualmente se imparten comparten 60 créditos del módulo de formación básica al que pertenece dicha asignatura.

### 1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Es recomendable que el alumno disponga de conocimientos básicos de matemáticas, y que haya cursado el itinerario de Bachillerato de Ciencias y Tecnología. Esta asignatura sienta las bases fundamentales para el desarrollo de posteriores asignaturas de la titulación oficial de graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación, especialmente aquellas relacionadas con los ámbitos de procesado de señal y electrónica.

### 2.1. Competencias

#### Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

- Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico (C4).

- Trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe (C8).

- Gestionar la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería (C9).

- La comprensión y el dominio de los conceptos básicos de sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas, teoría de circuitos eléctricos, circuitos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, dispositivos electrónicos y fotónicos, tecnología de materiales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería (CFB3).

#### El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

- Entiende y utiliza correctamente las magnitudes y unidades propias, las leyes básicas y teoremas fundamentales de los circuitos eléctricos.

- Sabe analizar circuitos de primer orden con elementos que almacenan energía.

- Comprende los conceptos elementales de señales y sistemas lineales y su relación con la teoría de circuitos.

- Conoce las propiedades fundamentales y sabe aplicar las transformadas al análisis de circuitos.

- Conoce y sabe utilizar los conceptos de fasor, impedancia y admitancia y realiza análisis de circuitos con elementos que almacenan energía en régimen permanente sinusoidal.

- Conoce y comprende el concepto de cuadripolo y su relación con los sistemas lineales.

- Conoce y sabe utilizar algún programa de simulación para el análisis de circuitos.

### 2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La comprensión básica de circuitos y sistemas, así como de los principios en los que esta materia se sustenta es imprescindible para el ejercicio de las competencias de un graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación, por lo que las capacidades adquiridas en esta asignatura serán de gran utilidad para su formación.

Los conceptos y técnicas desarrollados en esta asignatura facilitarán la comprensión e interpretación de fenómenos físicos mediante la formulación y notación de sistemas. Adicionalmente, la asignatura Circuitos y Sistemas pretende sentar las bases necesarias para el desarrollo de posteriores asignaturas impartidas en dicho título.

Igualmente, adquiere gran importancia la formación práctica recibida en el laboratorio, pues introduce por primera vez al estudiante en el mundo experimental.

### 3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

#### El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

La nota final global de la asignatura será la resultante de ponderar las pruebas escritas de evaluación (70%) y las prácticas de Laboratorio (30%), de modo que para aprobar la asignatura esta nota debe ser mayor o igual a 5.

AE1. Pruebas escritas (Examen final de la asignatura y prueba intermedia opcional, que supondrán en su conjunto el 70% de la nota global final)

Estas pruebas están basadas en el desarrollo de problemas y/ó cuestiones (de respuesta abierta) donde el profesor planteará un conjunto de ejercicios por resolver, al objeto de juzgar la madurez adquirida por el estudiante, de acuerdo al tipo de solución aportada para su resolución. La realización de estas pruebas escritas tiene por objeto evaluar la competencia de formación Básica (CFB3) relacionada con los resultados de aprendizaje, valorando la comprensión de los conocimientos, así como la capacidad para aplicarlo sobre casos prácticos.

La asignatura se divide en dos bloques temáticos: el primer bloque temático está formado por los temas 1,2 y 3, mientras que los temas 4 y 5 constituyen el segundo bloque temático.

La evaluación consta de una prueba intermedia de carácter opcional (sobre el primer bloque temático) y un examen final de carácter obligatorio. Si se opta por no presentarse a la prueba intermedia ó bien se suspendiera dicha prueba, la nota final de las pruebas escritas será la del examen final obligatorio que incluirá el conjunto de contenidos de la asignatura. En este caso, el examen final obligatorio constituirá el 70 % de la nota global de asignatura.

Por otra parte, aquellos estudiantes que se presenten y aprueben la prueba intermedia podrán optar por realizar únicamente el bloque temático 2 en el examen final obligatorio. En ese caso, la prueba intermedia opcional representará el 30 %, mientras que el examen final obligatorio constituirá el 40 % de la nota global de asignatura.

Para poder promediar con las prácticas de Laboratorio se exigirá obtener nota superior a 4 en el conjunto de las pruebas escritas, cumpliendo además que la nota de cada uno de los dos bloques temáticos de la asignatura sea mayor que 3.

AE2. Preparación, realización de prácticas y manejo en el laboratorio (30% de la nota global final)

Esta asignatura tiene un sello de excepcionalidad de evaluación continua en su parte práctica de laboratorio, lo cual implica la realización obligatoria de las prácticas de laboratorio por parte del alumno y de los cuestionarios que se propongan a lo largo del curso. Por esta razón, la calificación en esta actividad se trasladará hasta las pruebas globales sin posibilidad de recuperación, siendo obligatorio realizar y aprobar las prácticas de Laboratorio para poder superar la asignatura.

La evaluación de las prácticas de Laboratorio supone en todos los casos el 30% de la nota final, y se realizará en base a:

- La entrega obligatoria del estudio previo manuscrito al comienzo de la práctica, siendo requisito indispensable para la realización de la práctica.

- La información recogida en un cuaderno de prácticas donde el alumno deberá incluir tanto los estudios preparatorios de  los contenidos de las prácticas, como los resultados de las mismas, justificados adecuadamente y realizando un informe de conclusiones. Este cuaderno podrá ser requerido al estudiante en el laboratorio de prácticas en cualquier momento del semestre, debiendo contener el conjunto de actividades prácticas realizadas hasta dicho momento.

- La respuesta proporcionada por el alumno a las preguntas planteadas por el profesor a través de cuestionarios Moodle (basados en preguntas cortas, de tipo test y de respuesta múltiple) que se realizaran en las fechas que se indiquen.Al objeto de demostrar tanto la comprensión de los conceptos, como la capacidad del alumno en el correcto manejo del instrumental del laboratorio.

Para poder realizar el promedio final con las pruebas escritas es necesario tener aprobadas las prácticas de Laboratorio.

### 4.1. Presentación metodológica general

#### El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La asignatura se presenta con un marcado enfoque práctico, se plantea mediante la utilización de estrategias del Aprendizaje Basado en Problemas (PBL), planteando a los estudiantes la problemática existente, y buscando soluciones, fomentando el espíritu crítico y la autoevaluación de los resultados. Las clases teóricas expondrán los contenidos fundamentales de circuitos y sistemas. Las sesiones prácticas de laboratorio, seminarios y trabajos potencian el análisis experimental y la capacidad de abordar nuevas situaciones o problemas. Conviene señalar que las prácticas de laboratorio son de carácter obligatorio y su valoración forma parte de la calificación final de la asignatura.

La estructura de la asignatura se basa fundamentalmente en la realización de las siguientes actividades de aprendizaje: Clase magistral participativa (APA1), Resolución de problemas y casos (APA2) y Prácticas de Laboratorio (APA3)

APA1- Sesiones teóricas basadas en la impartición de Clases magistrales participativas - Sesiones de aula que incluyen la exposición por parte del profesor de los principales contenidos de la asignatura. A lo largo de estas sesiones el profesor expone los contenidos, y el objetivo o problema a resolver, generando un espacio de reflexión y participación de los estudiantes.

APA2-.En este tipo de sesiones se aborda el planteamiento y resolución de distintos problemas y casos. En cada unidad temática se propone la realización de un conjunto de problemas. El objetivo de las colecciones de problemas es contribuir a afianzar los conceptos trabajados en las sesiones teóricas. Además, la puesta en común de la resolución de tales problemas compromete al estudiante a ser crítico en la presentación de sus resultados así como en las propuestas realizadas por sus compañeros. Esta actividad combina una parte de estudio individual, en la que cada estudiante plantea y resuelve los problemas propuestos, junto con otra parte de trabajo en la que se ponen en común las respuestas de todos los estudiantes.

APA3-. Sesiones prácticas de laboratorio, seminarios y trabajos grupales que tienen por objeto el desarrollo de las técnicas y procedimientos vistos en las sesiones teóricas y de problemas y su aplicación en el mundo de las Telecomunicaciones.

Nota: Es fundamental que el alumno desarrolle su trabajo personal de estudio y resolución de problemas a lo largo de todo el semestre, tanto para garantizar el proceso de aprendizaje del alumno como para facilitar la superación del curso.

### 4.3. Programa

PRIMER BLOQUE TEMÁTICO

Tema 2. Leyes de interconexión y teoremas fundamentales de circuitos. Conceptos de Nudo, rama y malla de un circuito. Leyes de Kirchhoff. Concepto de bipolo y circuito equivalente. Transformaciones de fuentes. Teorema de Superposición. Circuitos equivalentes Thévenin y Norton. Concepto de cuadripolo ó bipuerto: parámetros y variables de puerta.

Tema 3. Análisis sistemático de circuitos. Enfoque generalizado. Definición de tensiones de nudo  y corrientes de malla. Análisis sistemático por corrientes de mallas. Análisis sistemático por tensiones de nudo.

SEGUNDO BLOQUE TEMÁTICO

Tema 4. Respuesta temporal de circuitos lineales. Ondas básicas de señal: función escalón, exponencial y onda sinusoidal. Planteamiento de ecuaciones diferenciales. Respuesta al escalón en circuitos de primer orden. Régimen transitorio y permanente, respuesta completa. Respuesta en régimen permanente sinusoidal en circuitos de primer orden. Concepto de fasor.

Tema 5.   El circuito transformado. Función de red. Elementos de circuitos en el dominio de la frecuencia compleja s. Conceptos de impedancia y admitancia. Análisis de circuitos en el dominio s. Función de red: Polos y ceros del circuito. Relación con la respuesta natural y forzada. Régimen permanente sinusoidal. Concepto de fasor. Potencia Compleja. Máxima transferencia de potencia.

### 4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

#### Calendario de sesiones prácticas y presentación de trabajos

La asignatura se desarrolla a lo largo del segundo semestre de primer curso de la titulación, con 60 horas, asignadas en el horario del Centro. Se realizarán 10 horas de sesiones prácticas de laboratorio mediante el uso de instrumental adecuado y/ó de programas de simulación de circuitos, que incluirán el desarrollo de actividades de evaluación de las prácticas. Las fechas claves de la asignatura serán informadas a través de la plataforma virtual "Moodle" de la Universidad de Zaragoza. Asimismo, desde esta misma plataforma se podrá acceder al material necesario para el desarrollo de la asignatura.

Las principales actividades previstas en la asignatura se centran en: la exposición de los contenidos teóricos, el planteamiento y resolución de problemas, la realización de prácticas de laboratorio y la realización de seminarios y/ó trabajos tutelados relacionados con los contenidos de la asignatura. Todo ello al objeto de facilitar la comprensión y asimilación de los conceptos básicos de circuitos y sistemas, y su relación con las telecomunicaciones.

Las fechas concretas de inicio y final de las clases, así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio, seminarios y entrega de problemas y/ó trabajos se harán públicas en el curso Moodle de la asignatura, en función de los horarios fijados por el Centro.

### 4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30302