fundamentos de ingeniería eléctrica

Escuela Tcnica Superior de Ingeniera

Civil e Industrial

Grado en Ingeniera Mecnica

GUA DOCENTE DE LA ASIGNATURA:

Fundamentos de Ingeniera Elctrica

Curso Acadmico 2011-2012

Grado en INGENIERA MECNICA

Asignatura: Fundamentos de Ingeniera Elctrica

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1. Datos Descriptivos de la Asignatura

Asignatura: Fundamentos de Ingeniera Elctrica Cdigo: 339402104

- Centro: Escuela de Ingeniera

- Titulacin: Graduado en Ingeniera Mecnica

- Plan de Estudios: 2010

- Rama de conocimiento: Ingenieras y Arquitercturas

- Intensificacin (slo en caso de Mster):

- Departamento: Fsica Bsica

- rea de conocimiento: Ingeniera Elctrica

- Curso: 2

- Carcter: Obligatoria

- Duracin: Primer Cuatrimestre

- Crditos:6

- Direccin Web de la asignatura: http://campusvirtual.ull.es

- Idioma: Castellano e ingls

2. Prerrequisitos para cursar la asignatura

Esenciales / Recomendables:

Los especificados para el acceso a esta titulacin de grado

Esenciales: Fsica II

Recomendable: Fundamentos Matemticos

3. Profesorado que imparte la asignatura

[Cuadro a cumplimentar por todo el profesorado que imparta la asignatura]

Coordinacin / Profesor/a: Dr Jose Francisco Gmez Gonzlez

- Grupo:

- Departamento:Fsica Bsica


- Centro: Facultad de Fsicas

- Lugar Tutora(1): Planta 0, Edificio Calabaza

- Horario Tutora(1): Lunes y Martes 9:00 AM- 12:00 AM

- Telfono (despacho/tutora): 922318645

- Correo electrnico:[email protected]

- Direccin web docente: http://campusvirtual.ull.es

Profesor/a: Dra Pea Fabiani y Dr Ernesto Pereda

- Grupo:

- Departamento: Fsica Bsica


- Centro: Facultad de Fsicas

- Lugar Tutora(1):

- Horario Tutora(1):

- Telfono (despacho/tutora):

Grado en INGENIERA QUMICA INDUSTRIAL


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- Correo electrnico: [email protected] ; [email protected]

- Direccin web docente: http://campusvirtual.ull.es

(1) Se entiende como la atencin personalizada al alumnado. Se trata de la tutora que tradicionalmente el profesorado desempea en su despacho. 4. Contextualizacin de la asignatura en el Plan de Estudios

- Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: Rama Comn Industrial

- Perfil Profesional: Esta asignatura es importante como formacin bsica para el ejercicio de la Ingeniera Industrial.

5. Objetivos

Objetivos del Titulo desarrollados en la asignatura

- Adquirir conocimientos en materias bsicas y tecnolgicas , que les capacite para el aprendizaje de nuevos mtodos y teoras y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones

- Capacitarles para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crtico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniera Industrial Mecnica

- Habituarse al manejo manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento

- Conocer, comprender y aplicar la legislacin necesaria en el ejercicio de la profesin de Ingeniero Tcnico Industrial

Objetivos generales de la asignatura

- Adquirir conocimientos bsicos, tanto tericos como prcticos en teora de circuitos, mquinea elctricas e instalaciones elctricas.

6. Competencias

Competencias generales del Ttulo desarrolladas en la asignatura

COMPETENCIAS TRANSVERSALES: [T3] Conocimiento en materias bsicas y tecnolgicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos mtodos y teoras, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

[T7] Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones tcnicas.

[T9] Capacidad de trabajar en un entorno multilinge y multidisciplinar. [O6]. Capacidad de resolucin de problemas. [O8]. Capacidad para aplicar los conocimientos a la prctica.

Competencias especficas del Ttulo desarrolladas en la asignatura

[10] Conocimiento y utilizacin de los principios de teora de circuitos y mquinas elctricas

mailto:[email protected]



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7. Contenidos de la asignatura

Mdulo I: Teora de Circuitos

- Profesora Jose Francisco Gomez

- Temas (epgrafes)

TEMA 1.1. GENERALIDADES Y CC EN RGIMEN ESTACIONARIO Anlisis de circuitos por el mtodo matricial. Teoremas de circuitos: superposicin, Thevenin, Norton, Teorrema de Millman y mxima transferencia de potencia. TEMA 1.2. TRANSITORIOS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA (CC) Circuitos RC: transitorio y estacionario. Circuitos RL: transitorio y estacionario. Circuitos RLC: transitorio y estacionario. Concepto de resonancia. TEMA 1.3. CORRIENTE ALTERNA (CA) Fundamentos. Corriente alterna senoidal: caracterizacin e importancia. Fasores. Circuitos de ca bsicos. Impedancias y admitancias. Circuitos de ca en general. Potencia en ca: activa, reactiva y aparente. Concepto de factor de potencia y su modificacin. Concepto de filtros. Caractersticas. Filtros pasabaja, pasaalta, pasabanda y de rechazo de banda. TEMA 1.4. SISTEMAS POLIFSICOS Definicin de sistemas polifsicos. Sistemas trifsicos. Utilidad de la ca trifsica. Conceptos bsicos: Magnitudes de fase y de lnea, secuencia de fase, sistema equilibrado. Conexiones en estrella y tringulo, equivalencias. Sistemas trifsicos equilibrados: propiedades generales y modelo monofsico equivalente. Circuitos desequilibrados. Medida de potencia en sistemas trifsicos.

Mdulo II: Mquinas Elctricas

- Profesor/a Jose Francisco Gomez

- Temas (epgrafes)

TEMA 2. CONCEPTOS BSICOS

TEMA 2.1. CIRCUITOS MAGNTICOS

Definicin de circuito magntico. Analoga entre el circuito elctrico y el circuito magntico: conexin en serie y en paralelo. Precisin de los circuitos magnticos. Materiales ferromagnticos. Curvas de magnetizacin: definicin e interpretacin de las curvas de magnetizacin. Prdidas de energa por el Ciclo de Histresis.

TEMA 2.2. INDUCCIN MAGNTICA

Fuerzas y pares magnticos sobre conductores con corrientes. Voltaje inducido por movimiento y por campos magnticos variables con el tiempo. Aplicaciones prcticas. Coeficientes de acoplamiento e inductancia mutua. Circuitos elcticos con acoplamiento magntico. Circuito equivalente en T. Prdidas de energa en materiales ferromagntico por corrientes parsitas o de Foucol.

TEMA 2.3. TRANSFORMADORES

Introduccin a los transformadores. Transformador monofsico ideal: ecuaciones de transformacin, transformacin de impedancias y fuentes. Transformador real: Circuito equivalente. Ensayos del transformador. Potencia nominal y rendimiento. Regimen de carga. El autotransformador. Transformador trifsico. Tipos de conexiones.: ventajas e inconvenientes.

TEMA 3. MQUINAS ELCTRICAS

TEMA 3.1 MQUINA ASNCRONAS

Consideraciones previas de las mquinas elctricas rotativas. Fundamentos de las mquinas de ca. Campo giratorio del estator. Funcionamiento como generador. FEM generada. Campo giratorio del rotor. Funcionamiento como motor. El torque inducido. La mquina de ca real. Rendimiento.



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TEMA 3.2 MQUINAS SNCRONAS

Introduccin a los generadores. Creacin del campo en el rotor: por anillos rozantes y por excitatriz. Frecuencia y voltaje inducidos. Circuito equivalente del generador. Voltaje de fase y voltaje terminales. Potencia de salida y torque inducido. El motor sncrono. Circuito equivalente. Aplicaciones. Problemas en el arranque y su resolucin. Embobinados amortiguadores.

TEMA 3.3 MQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA (CC)

Fundamentos de las mquinas de cc. Funcionamiento como generador. FEM generada. El problema de la conmutacin. Funcionamiento como motor. El torque inducido. La mquina de cc real. Problemas de arranque y conmutacin. Reversibilidad y circuito equivalente del motor/generador. Regulacin y rendimiento. Mquinas de cc ms comunes: mquina con excitacin serie, derivacin y compuesta. Caractersticas como motor/generador y curvas terminales. Aplicaciones.

TEMA 3.4 OTROS TIPOS DE MQUINAS

Mdulo III Instalaciones Elctricas

- Profesor/a Jose Francisco Gomez

- Temas (epgrafes)

TEMA 4: INSTALACIONES ELCTRICAS TEMA 4.1. DIMENSIONADO DE UNA INTALACIN EN BT: CLCULO DE LA SECCIN DEL CONDUCTOR Definicin y objetivo de la instalacin elctrica. Tipos de instalaciones elctricas. Dimensionado de una IE en BT: cableado. Partes de un cable. Clculo de la seccin de un conductor. Cada de tensin monofsica. Cada de tensin trifsica. Calentamiento del conductor. Factores adicionales. Tablas. Resumen TEMA 4.1. ELEMENTOS DE PROTECCIN DE UNA INSTALACIN ELCTRICA Objetivo de los elementos de proteccin. Tipos de defectos. Sobreintensidad: cortocircuito y sobrecarga. Contactos: directos e indirectos. Protecciones contra sobreintensidad. El fusible: partes componentes y curva de disparo. Interruptores automticos. Instantneos. De tiempo inverso. De mnima tensin. El ICP magnetotrmico: partes y curva de disparo. Los rels trmicos. Proteccin contra contactos. Aislamiento y puesta a tierra. El automtico diferencial: funcionamiento y curva de disparo. Proteccin del cableado. Proteccin de motores.

Actividades a desarrollar en ingls:

La presentacin Power Point de la asignatura se elaborar y suministrar a los alumnos en ingls. Una de las prcticas de Mquinas (Construccin y funcionamiento de las Mquinas elcticas) se realizar en ingls.

8. Metodologa y Volumen de trabajo del estudiante(2)

La metodologa docente de la asignatura consistir en: - Clases tericas (2 horas a la semana), donde se explicarn los contenidos tericos del temario. La exposicin del tema se har utilizando presentaciones Power Point. Todas las presentaciones, y el resto del material que se utilice en clase estarn a disposicin de los alumnos en el Aula Virtual. - Clases prcticas, de especial importancia en esta asignatura. Se realizarn dos tipos de prcticas:

- En el aula (1 hora a la semana). Se aprender a resolver problemas relacionados con el temario de la asignatura. Para ello se proporcionar a los alumnos un listado de problemas con solucin de cada tema y se resolvern en clase varios problemas tipo representativo de dicho listado.

- En el laboratorio (1 hora a la semana). Se realizarn prcticas de laboratorio en sesiones de dos o tres horas (dependiendo de la complejidad de las mismas) donde se aprendera a construir y analizar circuitos elctricos, as como la construccin y funcionamiento de las mquinas elcticas. La realizacin de estas prcticas ser obligatoria para aprobar la asignatura.

Los alumnos debern seguir las actividades que se propongan en el Aula Virtual para poder acogerse a la evaluacin continua. El aula virtual se utilizar para poner a disposicin del alumno las referencias a todos los



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recursos de la asignatura: apuntes, bibliografa, software, material, etc.

Metodologa y Volumen de trabajo Crditos: Horas:

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

VOLUMEN DE TRABAJO

PRESENCIALIDAD TRABAJO AUTNOMO del alumnado HORAS

TOTALES

Clase magistral 25 25

Asistencia clases prcticas (aula / sala de demostraciones / prcticas simuladas)

30 30

Realizacin de seminarios 2 2

Realizacin de talleres o trabajos grupales 4,5 4,5

Realizacin de exmenes 3 3

Asistencia a Tutora Acadmica-Formativa (presenciales y virtuales) 3 3

Estudio preparacin clases tericas 37,5 37,5

Estudio preparacin clases prcticas 42 42

Preparacin de exmenes 5 5

HORAS TOTALES 60 90 150

9. Bibliografa / Recursos

Bibliografa Bsica(3)

CIRCUITOS ELCTRICOS, Joseph A. Edminister; Mc Graw Hill, 3a Ed., 2003.

TECNOLOGA ELCTRICA, Agustn Castejn y Germn Santamara. Mc Graw-Hill, 2002.

TEORA DE CIRCUITOS. M. Parra Prieto. UNED

MQUINAS ELCTRICAS, S. J. Chapman 4a Edicin. Traducido por J. Alemn, R. Pardo y A. Rodrguez. Bogot: McGraw-Hill, 2005 (vale tambin la 3a ed, de 2000, pero se recomienda usar la 4o)

MQUINAS ELCTRICAS. Jess Fraile Mora. Mc Graw Hill

Bibliografa Complementaria(4)

Tratado prctico de Electrotecnia. J. Rapp

Principios y aplicaciones de Ingeniera Elctrica, G. Rizzoni, Ed, Mc-Graw Hill, 200

Transformadores. Enrique Ras Fundamentos de mquinas elctricas, J. R. Cogdell.. Prentice Hall.

Mquinas Elctricas. Funcionamiento en rgimen permanente.Juan M. Surez Creo, Blanca N. Miranda Blanco. Trculo Edicins.

Mquinas elctricas. A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen D. Umans. McGraW Hill

Automatismos de control. Jos Roldn Viloria. Motores elctricos. Thomson Paraninfo

Recursos(4)

http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=250773.titn.http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=345477.titn.http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=237823.titn.http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=316616.titn.http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=256436.titn.



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Material de apoyo con acceso desde el aula virtual de la asignatura:

Apuntes de la asignatura.

Listado de problemas con solucin.

Actividades de autoevaluacin

(3) Se recomienda acotar el nmero de bibliografa. (4) Este apartado podr ser eliminado en el caso en que el profesorado estime que las caractersticas y necesidades de la asignatura no lo hacen necesario.

10. Sistema de Evaluacin y Calificacin

La evaluacin del alumnado se realizar de acuerdo a los siguientes apartados: - Trabajo prctico: realizacin de todas las prcticas. Entrega de un informe y responder un cuestionario sobre las prcticas. - Trabajo virtual: test y problemas realizados a travs del Aula Virtual. - Pruebas de evaluacin. La consecucin de los objetivos se valorar de acuerdo con los siguientes criterios: a) Prcticas. (20%) b) Trabajo virtual (20%) c) Realizacin de pruebas de evaluacin (60%) Para superar la asignatura es necesario haber realizado todas las prcticas y obtener un 5 sobre 10 en las pruebas de evaluacin. Las calificaciones alcanzadas en los apartados a) y b) sern vlidas para todas las convocatorias del curso acadmico.

Recomendaciones - Utilizar de forma continuada el Aula Virtual y el material alli colocado (apuntes, enlaces de inters, etc) - Resolver de forma sistemtica los problemas que se irn proporcionando a lo largo del cuatrimestre, con la

finalidad de afianzar los conocimientos adquiridos en las clases tericas. - Utilizar la bibliografa para afianzar conocimientos y, si es necesario, adquirir una mayor destreza en la materia. - Acudir a las horas de tutoras para resolver las diversas dudas que puedan surgir a lo largo del curso. - Realizar los test de autoevaluacin disponibles en el Aula Virtual.

Estrategia Evaluativa TIPO DE PRUEBA(5) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIN

Pruebas objetivas

Pruebas de respuesta corta Todas Test de autoevaluacin a realizar en el aula virtual.

Pruebas de desarrollo Todas

Dominio de los conceptos tericos y capacidad de resolucin de problemas.

60%

Trabajos y Proyectos Todas Cuestionarios y trabajos realizados a traves de la pgina de

20%



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Docencia Virtual.

Informes memorias de prcticas Todas

-Entregar un informe con los resultados correctos sobre cada prctica

- Realizar un cuestionario sobre las mismas.

20%

Pruebas de ejecucin de tareas reales y/o simuladas [O6]; [O8]

- Realizacin completa y correcta de las prcticas de laboratorio.

OBLIGATORIO

11. Cronograma/Calendario de la asignatura

La asignatura se desarrolla en 15 semanas de clase segn la siguiente estructura: - 2 horas a la semana de teora en el aula 3.10 - 1 hora de ejercicios prcticos en grupo grande en el aula 3.10 - 1 hora semanal de prcticas de laboratorio: dicho trabajo se desarrollar en sesiones de dos o tres horas

(dependiendo de la prctica) en grupos pequeos, de manera que cada alumno realizar una prctica cada dos/tres semanas. Las prcticas se realizarn en la Nave-1

El horario de la asignatura es: Martes de 10:00-11:00 y Jueves de 9:00-11:00. Prcticas de laboratorio Jueves entre 15:00 y 18:00 (horario variable segn el grupo/prctica).

2 Cuatrimestre

SEMANA Temas Clases Tericas Clases Prcticas Actividad 3: Actividad 4: Actividad 5

Semana 1: TEMA 1 Generalidades. CC en rgimen estacionario

Acceso al aula virtual.

Semana 2: TEMA 1 Transitorios en CC Formacin del grupo de prcticas

Semana 3: TEMA 1 Corriente alterna Prcticas de Laboratorio

Semana 4: TEMA 1 Corriente alterna.

Corriente trifsica Prcticas de Laboratorio

Semana 5: TEMA 1 Corriente trifsica Prcticas de Laboratorio

Semana 6: TEMA 2 Circuitos magnticos Prcticas de Laboratorio

Semana 7: TEMA 2 Induccin magntica Prcticas de Laboratorio

Semana 8: TEMA 2 Transformadores Prcticas de Laboratorio

Semana 9: TEMA 3

Conceptos bsicos de mquinas

Mquinas asncronas

Prcticas de Laboratorio

Semana 10: TEMA 3 Mquinas asncronas Prcticas de Laboratorio



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Semana 11: TEMA 3 Mquinas sncronas Prcticas de Laboratorio

Semana 12: TEMA 3 Mquinas de Corriente Continua


Semana 13: TEMA 3 Otro tipo de mquinas. Problemas.


Semana 14 TEMA 4 Dimensionamiento de una instalacin de BT


Semana 15 TEMA 4 Elementos de Proteccin Prcticas de Laboratorio

* La distribucin de los temas por semana, as como el nmero de horas que se ha de dedicar a cada tema es orientativo y se ir adaptando a las necesidades de los alumnos.

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