Información detallada de curso |
Primer semestre 2019
Abr 25, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: IEL 4005 - MAQUINA ELÉCTRICAS |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 2.000 Horas de Teoría 2.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio En esta asignatura se presentan los principios operativos de los transformadores y las maquinas eléctricas rotativas en corriente alterna y directa. Inicialmente se introduce la materia con un repaso de las leyes electromagnéticas fundamentales que rigen el comportamiento de una maquina eléctrica. Luego se inicia el análisis de las maquinas como tal con el transformador. De este se estudian sus características teóricas e ideales y por último se observan algunos casos prácticos en combinación con ejercicios que les permiten a los estudiantes afianzar los conceptos teóricos. Una vez finalizado este capítulo se inicia el estudio de las maquinas rotativas con los generadores y motores de corriente directa. De estos se analizan los principios de funcionamiento y las distintas conexiones del estator y rotor. Por último se efectúa el mismo análisis para maquinas de corriente alterna. En particular se estudia el comportamiento de los generadores sincrónicos, motores sincrónicos, maquinas de inducción y por último los motores monofásicos. 3.JUSTIFICACIÓN. Debido a la importancia que tienen las máquinas eléctricas y los transformadores en los sistemas eléctricos a los cuales se va a ver enfrentado el Ingeniero Electricista en su actividad profesional, se hace necesario el análisis y estudio de estos dispositivos electromagnéticos para conocer su funcionamiento y las bases teóricas en los cuales se fundamentan. Esta asignatura suministra los conocimientos y las técnicas de análisis para el uso de los principios electromagnéticos en la transformación y utilización de la energía eléctrica en máquinas y aparatos relacionados con procesos productivos dentro de las áreas comerciales, industriales y de generación de energía. Transversalmente los ingenieros electrónicos desarrollaran aplicaciones que incidan directamente en el comportamiento de las maquinas eléctricas por lo que resulta necesario que conozcan el funcionamiento de las mismas 4.OBJETIVO GENERAL Adquirir los conocimientos necesarios para entender, analizar y manipular transformadores y maquinas rotativas de corriente alterna y directa. Competencias a desarrollar en el curso: Competencia 6. Trabajo en Equipo: Capacidad para organizarse en grupo alrededor de un objetivo común, lo que implica la definición de acuerdos, la planificación, la resolución de conflictos, etc. Competencia 28. Informativa: Capacidad, habilidad e interés por estar informado sobre los fenómenos y tendencias mundiales y la realidad de su entorno, así como de los temas contemporáneos relevantes a su profesión y al mundo. Competencia 29. Capacidad para analizar el comportamiento de los campos electromagnéticos en estado estacionario con base en los conocimientos básicos de Electricidad y Magnetismo. Competencia 31. Capacidad para analizar circuitos magnéticos y dispositivos electromecánicos para conversión de energía. 5.OBJETIVOS ESPECIFICOS 5.1 Reconocer la función de los campos electromagnéticos en la conversión de energía electromagnética. (Competencia 29) 5.2 Interpretar los principios fundamentales y los elementos matemáticos de las máquinas. (Competencia 31) 5.3 Desarrollar en el estudiante las habilidades de comunicación oral y escrita. (Competencia 6) 6.RESULTADOS DEL APRENDIZAJE. Objetivo Específico RA Descripción Resultados de Aprendizaje El estudiante debe ser capaz de entender el funcionamiento de los circuitos magnéticos y los principios electromagnéticos envueltos en el funcionamiento de las maquinas eléctricas rotativas y transformadores. Objetivo Específico RA Descripción Resultados de Aprendizaje El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los motores de corriente directa El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los generadores de corriente directa El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los generadores sincrónicos El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los motores sincrónicos El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los motores de inducción trifásicos El estudiante debe evidenciar conocimiento de la operación y principios de funcionamiento de los motores monofásicos Objetivo Específico RA Descripción Resultados de Aprendizaje El estudiante debe expresarse con la terminología apropiada tanto en forma escrita como frente a un auditorio 7. METODOLOGÍA ACTIVIDAD PEDAGÓGICA. Exposición de los temas por parte del profesor y los alumnos buscando participación total de los estudiantes con asesoría y dirección del profesor. Ejercicios y ejemplos prácticos para resolución dentro y fuera de clase. Exámenes individuales y trabajos en grupo para evaluar lo desarrollado en clase. Se realizarán clases magistrales por parte del profesor, combinando con talleres de trabajo en clase que incentiven la participación de los estudiantes. También éste hará presentaciones orales de temas y resúmenes técnicos escritos, empleando herramientas computacionales de interpretación gráfica; con el propósito de desarrollar sus habilidades. 8. MEDIOS. El soporte logístico fundamental de la cátedra será los espacios destinados dentro del campus universitario, y se contará también con el catálogo web de la asignatura. 9. CONTENIDO. Capitulo 1: Introducción a las Maquinas (8 Horas) 1.1 Producción de campos magnéticos 1.2 Materiales ferromagneticos 1.3 Circuitos magnéticos 1.4 Ley de Faraday 1.5 Fuerza inducida en un alambre 1.6 Tensión inducida en un conductor en movimiento 1.7 Comportamiento de la maquina lineal Capitulo 2: Transformadores (10 Horas) 2.1 Transformador ideal 2.2 Análisis de circuitos con transformadores ideales 2.3 Circuito equivalente de un transformador real 2.4 Pruebas de vacío y cortocircuito 2.5 Regulación y eficiencia de un transformador Capitulo 3: Motores DC (10 Horas) 3.1 Sistema de conmutación de una maquina DC 3.1.1 Reacción de armadura 3.2 Circuito equivalente de un motor DC 3.3 Motores de imán permanente 3.4 Motor DC serie 3.5 Motor DC Compuesto 3.6 Pruebas de eléctricas de un motor DC Capitulo 4: Generadores DC (10 Horas) 4.1 Generadores de excitación separada 4.2 Generador DC en derivación 4.3 Generador DC en serie 4.4 Generador DC compuesto (Diferencial y acumulativo) 4.5 Pruebas eléctricas de un generador DC Capitulo 5: Generadores sincrónicos (14 Horas) 5.1 Campo magnético giratorio 5.2 Tensión inducida en una espira por un campo giratorio 5.3 Par inducido en una maquina rotativa 5.4 Circuito de campo 5.5 velocidad de rotación 5.6 Circuito equivalente 5.7 Diagrama fasorial 5.8 Operación individual 5.9 Operación en paralelo 5.10 Pruebas eléctricas de un generador sincrónico Capitulo 6: Motores sincrónicos (8 Horas) 6.1 Circuito Equivalente 6.2 Operación 6.3 Corrección del factor de potencia por medio de motores sincrónicos 6.4 Arranque Capitulo 7: Motores de Inducción (12 Horas) 7.1 Descripción física 7.2 Deslizamiento 7.3 Circuito Equivalente 7.4 Características par-velocidad 7.5 Arranque 7.6 Pruebas de un motor de inducción Capitulo 8: Motores monofásicos (8 Horas) 8.1 Motor Universal 8.2 Operación de las maquinas monofásicas rotativas 8.3 Arranque 8.4 Circuito equivalente 8.5 Motor de histéresis 8.6 Motor de paso 8.7 Motor de reluctancia 8.8 Pruebas eléctricas 10. FORMAS DE EVALUACION. Tipos de pruebas Se evaluará el nivel de aprendizaje obtenido mediante exámenes cortos, tareas, desarrollo de actividades independientes y exámenes parciales. Modalidades de evaluación Los diferentes exámenes serán escritos y de ejecución individual. Las tareas, actividades y talleres se realizarán en grupo o de manera individual. Valoración relativa Parcial I 20% Parcial II 20% Parcial III 20% Lab + Quices 20% Parcial Final 20% Fechas Quices y laboratorios durante todo el semestre. El primer parcial se realizará en la 4ª semana. El segundo parcial se realizará en la 8ª semana. El tercer parcial se realizará en la 12ª semana El parcial se realizará en la 16ª semana 11. ACTIVIDADES DE LABORATORIO/EJERCICIOS Tema, Actividad Y Semana LEYES BÁSICAS DEL ELECTROMAGNETISMO Ejercicios Semana 1 TRANSFORMADORES Ejercicios Semana 2 TRANSFORMADORES Laboratorio Semana 3 MOTORES DC Ejercicios Semana 4 MOTORES DC Laboratorio Semana 5 GENERADORES DC Ejercicios Semana 6 GENERADORES DC Laboratorio Semana 7 GENERADORES AC Ejercicios Semana 8 GENERADORES AC Ejercicios Semana 9 GENERADORES AC Laboratorio Semana 10 MOTORES SINCRÓNICOS Ejercicios Semana 11 MOTORES SINCRÓNICOS Laboratorio Semana 12 MOTORES DE INDUCCIÓN Ejercicios Semana 13 MOTORES DE INDUCCIÓN Laboratorio Semana 14 MOTORES MONOFÁSICOS Ejercicios Semana 15 MOTORES MONOFÁSICOS Laboratorio Semana 16 12. BIBLIOGRAFIA. Máquinas Eléctricas, Stephen Chapman. Mac Graw Hill. Maquinaria Eléctrica. Fitzgerald, Kingsley, Kusko. Mc Graw Hill. Máquinas Eléctricas. George Thaler. M. Wilco - Edt. Limusa. Máquinas Eléctricas y Transformadores. L. Kosow - Edit. Reverte. Máquinas Eléctricas. Rafael Sanjurjo. Mc Graw Hill. Direct Current Machines, Liwschite G. Circuitos Magnéticos y Transformadores E.E. Staff del MIT. Transformadores E. Ras. Principles of Direct Current Machines, Alexander Langsdorf. Máquinas Eléctricas, Transformadores y Controles Harold Gingrich |
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