El aumento de técnicas utilizadas para el desarrollo de aplicaciones encaminadas a la optimización desde maquinas herramientas hasta procesos de manufactura, involucran el uso de dispositivos y equipos electrónicos. Estas aplicaciones abarcan la industria metalmecánica, Papelera, Ingenios (procesamiento de caña de azúcar), Empresas de automatización y control e incluso La industria automotriz.
Los conocimientos básicos y competencias relacionadas relacionadas con dispositivos electrónicos facilitan la apropiación de conocimiento más especializado que se logra en el campo laboral (instrumentación y control), criterios para la solución de problemas que involucren los conocimientos básicos en electricidad y electrónica, donde la mecánica sea el componente principal.
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
ASIGNATURA: |
ELECTRICIDAD Y ELECTROTECNIA |
CODIGO: | TM3E4 |
ÁREA: | MECATRÓNICA |
REQUISITO: | CB115- CB215 – CB234 – CB242 |
HORAS SEMANALES: | 5 |
HORAS TEÓRICAS: | 2 |
HORAS PRÁCTICAS: | 3 |
CRÉDITOS ACADÉMICOS: | 3 |
HORAS SEMANALES DE ESTUDIO INDEPENDIENTE: | 5 |
SEMESTRE: | TERCERO |
FECHA DE REVISIÓN: | AGOSTO DE 2017 |
JUSTIFICACIÓN |
El mercado laboral demanda Tecnólogos Mecánicos con capacidades integrales en diversas áreas del conocimiento Que se desempeñen satisfactoriamente en actividades que involucren problemas eléctricos y mecánicos. Los accionamientos por máquinas eléctricas rotativas son de gran importancia en el diseño y la construcción de maquinaria de transporte, elevación, y posicionamiento. Es así como este curso pretende impartir conocimientos básicos acerca de electricidad y operación en estado estable de las máquinas eléctricas rotativas, motores y generadores, de corriente continua y de corriente alterna, el principio de funcionamiento de las máquinas ideales, las características de operación de las máquinas reales, y sus aplicaciones. |
TRANSVERSALIDAD DEL CURSO |
El curso de electricidad y electrotecnia propende fortalecer la transversalidad en asignaturas como: química básica, termodinámica, mecánica de fluidos, mecanismos y mantenimiento industrial, con el propósito de generar intercomunicación y enriquecimiento recíproco entre docentes y estudiantes, y propiciar un proceso de enseñanza-aprendizaje integral. |
COMPETENCIAS
El estudiante, apoyado en el proceso de formación, deberá desarrollar y consolidar las siguientes competencias:
– Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de realizar medidas con instrumentos básicos de medición de variables eléctricas. – Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de solucionar problemas de circuitos eléctricos en régimen permanente. – Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de resolver problemas de compensación y conocerá los criterios básicos de tarifación. – Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de identificar los diferentes tipos de máquinas eléctricas rotativas y cada una de sus partes. – Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de realizar un diagnóstico básico de una máquina eléctrica rotativa. – Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de identificar los elementos básicos de un accionamiento eléctrico, y comprender los principios de funcionamiento, operación y utilización de las máquinas eléctricas rotativas. |
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD
Horas teóricas: 14 – Horas prácticas: 12 – Total horas: 26 | |
Contenido Teórico | Horas |
1.1 Electricidad y magnitudes eléctricas. Electricidad y magnitudes eléctricas. Esencia y efectos de la electricidad, aplicaciones de la electricidad (generación, transmisión y distribución), corriente alterna y corriente continua. Carga eléctrica, campo eléctrico, potencial de un punto en un campo eléctrico, tensión o diferencia de potencial, corriente, potencia eléctrica. Medición de variables eléctricas e incertidumbre. Analogías entre sistemas mecánicos, hidráulicos y eléctricos. Ley de Ohm y ley de Kirchhoff. Circuitos serie, paralelo y circuitos mixtos. Conductores (código AWG y tipos de cables) y no conductores. Cálculo del calibre de un conductor eléctrico por el método de la Caída de Tensión Máxima Admisible (CTMA). Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE). | 4 |
1.2 Componentes pasivos lineales. Introducción, definición de pasividad y puerta.
Resistor. Resistencia, unidades de medidas, composición, tipos, influencia de la temperatura, relación entre tensión y corriente, curva características (plano v-i), codificación de resistores. Capacitor. Capacitancia, unidades de medida, tipos de capacitores, el capacitor en los circuitos de C.C., el capacitor en los circuitos de C.A., reactancia capacitiva, relación entre tensión y corriente, Curva características (plano q-v), codificación de capacitores. Inductor. Inductancia, unidades de medidas, composición, aplicaciones y reactancia inductiva, relación entre tensión y corriente. Curva características (plano ϕ-i), |
4 |
1.3 Solución de circuitos eléctricos en régimen permanente. Función sinusoidal generalizada expresada como seno o coseno. Representación fasorial de una función sinusoidal. Diagramas fasoriales. Métodos de solución de circuitos eléctricos: método de corrientes de enlace y de tensión de nodo. Problema de circuitos eléctricos. | 4
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1.4 Potencia eléctrica. Ley de Watt, la potencia eléctrica en los circuitos de C.A., potencia aparente, potencia efectiva, potencia reactiva, representación gráfica, unidades de medidas, relaciones de fórmulas, factor de potencia, corrección del factor de potencia y criterios de tarifación. Circuitos trifásicos balanceados. Problemas de compensación. | 2 |
Contenido Práctico | Horas |
· Medición de variables eléctricas e incertidumbre (tensión y corriente eléctrica).
· Caracterización de un resistor (curva v-i). · Carga y descarga de un capacitor (curva q-v). · Simulación y validación de un circuito eléctrico. |
12 |
PARCIAL 1. TIEMPO ESTIMADO 2 HORAS |
2.MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
Horas teóricas: 14 – Horas prácticas: 15 – Total horas: 29 |
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Contenido Teórico | Horas |
2.1 Principios de funcionamiento de la máquina eléctrica: Ley de inducción de Faraday, ley de Lenz, campo magnético de rotación, y rotación de conductores en un campo magnético constante. | 2 |
2.2 Motores de corriente continua. Tipos y devanados en máquinas de corriente continua.
Designación de conexiones y diagramas de circuitos. Máquinas de excitación en derivación. Conexión y operación, medición de velocidad de giro y ajuste de escobillas. Máquina de excitación externa, Máquina con excitación serie. Conexión y operación, Máquina Compund. Devanado de conmutación y devanado de compensación. Clasificación, características de placa, detalles constructivos y aplicaciones. |
4 |
2.3 Motor monofásico. Características, detalles constructivos, conexiones y protección. Motor universal. | 2 |
2.4 Motores trifásicos. Características, detalles constructivos, conexiones, protección y localización de fallos. Motores asíncronos. Rotor en jaula de ardilla, velocidad de giro y deslizamiento, par de giro y potencia, diagrama de circuito equivalente, punto de operación y característica de control, Inversión de giro de un motor trifásico. Aplicaciones. | 4 |
2.5 Otros tipos de motores. Clasificación y aplicaciones. Motor de repulsión, Motor de repulsión inducción, Motor de espiral auxiliar en corto (polo de sombra), Motores de velocidades, Motor BLDC, motor paso a paso, motor lineal, servo motores. | 2 |
Contenido Práctico | Horas |
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15 |
PARCIAL 2. TIEMPO ESTIMADO 2 HORAS |
3. ELEMENTOS DE MANIOBRA
Horas teóricas: 12 – Horas prácticas: 9 – Total horas: 21 |
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Contenido Teórico | Horas |
3.1 Contactor. Principio de funcionamiento, clasificación, selección de un contactor. | 3 |
3.2 Contactores auxiliares y relés industriales. Principio de funcionamiento y selección de un relé industrial. | 2 |
3.3 Elementos de protección. Protección contra sobre cargas, protección contra cortocircuitos, protección de motores de gran inercia. Selección de un relé de protección. | 3 |
3.4 Arranque, regulación de velocidad y frenado de motores asíncronos. Generalidades, principio de funcionamiento, arranque de los motores de jaula, arranque de motores de anillos. Selección de arrancadores, regulación de velocidad y frenado de motores asíncronos. | 4 |
Contenido Práctico | Horas |
· Circuito arrancador contactores motor Y-Δ motor 3ϕ e inversor de giro
· Programación de un variador de velocidad para accionar un motor 3ϕ · Programación de un PLC para realizar el arranque de un motor 3ϕ |
9 |
METODOLOGÍA |
q Será impartida una clase magistral utilizando, en cuanto se considere necesario, presentaciones en proyector de video; y se llevarán a cabo laboratorios de tipo práctico y demostrativo.
q Al inicio de cada clase se plantearán los objetivos de la misma y se llevará a cabo un seguimiento para verificar el logro de las competencias propuestas. q Se implementará el análisis de situaciones y aplicaciones a través de ejemplos y ejercicios, como elemento fundamental durante el desarrollo de clase para fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje. q Se propenderá porque el estudiante se interrogue en cuanto a la solución de situaciones problemáticas, permitiendo de esta manera que cuestione ideas, analice opciones de solución; identifique, compare y seleccione alternativas, fortaleciendo de esta manera la actividad pensante del alumno. |
EVALUACIÓN |
La evaluación del curso está compuesta de los siguientes aspectos:
1. Primera evaluación parcial [20%]: Unidad 1 2. Segunda evaluación parcial [20%]: Unidad 2 3. Exámen final (30%): Unidades 1, 2 y 3 4. Prácticas con informes [30%] |
BIBLIOGRAFÍA |
Universitaria.Ed. Pearson. Undécima edición. Pearson Educación. México 2004
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EJERCICIOS
LINKS
https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/contido/index.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
https://es.khanacademy.org/science/physics
MANUALES EQUIPOS E INSTRUMENTOS ELECTRICIDAD
HERRAMIENTAS ELECTROTECNIA
http://canalplc.blogspot.com.co/
https://mega.nz/#!mU5DxYhT!kKH30bx-1aYQZIZC6CanH3shqVCJkJf2k066bRFybm4
HERRAMIENTAS DE CURSO
EXPOSICIÓN
EXPOSICIÓN DE ELECTRICIDAD Y ELECTROTECNIA
CAPITULO 1.
CAPITULO 2.
MAQUINAS_ELECTRICAS_ROTATIVAS-PRESENTACION
MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS-ARCHIVO
CAPÍTULO 3
https://www.youtube.com/watch?v=liKM8XoLFa4
https://www.youtube.com/watch?v=NL40drMNGdw
ELECTROTECNIA SIMULACIÓN AUTOMATION STUDIO
TERMOGRAFÍA
juan-termografia-y-otras-tecnicas-en-motores-electricos
LABORATORIOS
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