UNIVERSIDAD AUTÓNOMA SAN FRANCISCO PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA

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1 I. DATOS GENERALES UNIVERSIDAD AUTÓNOMA SAN FRANCISCO PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA SÍLABO MAQUINAS ELÉCTRICAS Carrera profesional: Ingeniería Mecánica Asignatura: MAQUINAS ELÉCTRICAS Código de asignatura: N de horas totales: 6 horas semanales N de horas teoría: 4 horas semanales N de horas práctica: 2 horas semanales N de créditos: 4 créditos Ciclo: V ciclo Pre-requisito: ELECTROTECNIA Tipo de curso: Obligatorio Duración del curso: 18 Semanas Semestre académico: 2016-I II. SUMILLA El contenido y desarrollo del curso incluye análisis de: Circuitos magnéticos, Transformadores monofásicos y trifásicos, motores y generadores de corriente continua, motores y generadores de corriente alterna. III. COMPETENCIAS GENERALES DE LA ASIGNATURA Al culminar el curso el participante estará en capacidad de: identificar, describir y analizar partes de las maquinas eléctricas, determina los ensayos que se deben realizar en las maquinas IV. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE LA ASIGNATURA Al término del desarrollo de la asignatura el participante estará en capacidad de: 1. Interpretar y aplicar correctamente las leyes de Ampere y Faraday. 2. Elabora e interpretar esquemas que incluyan: motores, generadores y eléctricos. 3. Analizar redes eléctricas que incluyan maquinas eléctricas en corriente continua y Alterna. 4. Determina de las maquinas eléctricas como: torques, corrientes, Voltajes, potencias, velocidades de giro. etc. 5. Interpretar y analizar fichas técnicas de maquinas 6. Elaborar circuitos equivalentes de las maquinas 7. Identifica variables que se deben manipular para controlar las maquinas 8. Implementa e interpreta ensayos y pruebas a maquinas

2 V. PROGRAMACIÓN PRIMERA UNIDAD: INTRODUCCION A LAS MAQUINAS ELECTRICAS Y CIRCUITOS MAGNETICOS. COMPETENCIA: Identifica variables y de las maquinas eléctricas, identifica fuentes de generación de campos magnéticos, calcula circuitos magnéticos, determina las condiciones necesarias para generar tensiones inducidas en conductores contenidos en campos magnéticos, determina las condiciones necesarias para generar fuerzas inducidas en conductores contenidos en campos CAPACIDADES CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL PRODUCTO ESPERADO SEMANA Introducción a los principios de las maquinas Circuitos C.C., Circuitos C.A. Dinámica circular. Calcula corrientes y voltajes en redes A.C. Calcula Velocidades lineales y circulares. Calcula Torques de maquinas Se comunica de modo adecuado al hablar de de las maquinas eléctricas (torques, velocidades, corrientes, voltajes etc.). Calcula mecánicos y eléctricos de las maquinas 1 Taller: introducción. Campos Magnitudes magnéticas. Materiales Curvas de magnetización. Identifica materiales ferromagneticos. Interpreta las de magnetización de los materiales Calcula magnéticos a partir de la curva de magnetización de los materiales. importancia de los materiales magnéticos como elementos que multiplican las líneas de campo. Calcula magnéticos a partir de las de magnetización de materiales. 2 Taller: verifica existencia y formación de campos electro Ley de Ampere. Calculo de Circuitos Perdidas en núcleos magnéticos por: Histéresis y corrientes parasitas. Calcula intensidades de campos generadas por bobinas Calcula reluctancias de circuitos importancia que tiene la corriente para generar campos magnéticos intensos en núcleos Calcula de los circuitos 3 Taller: Realiza medición de voltaje corriente y potencia en núcleos

3 Ley de Faraday en espiras y bobinas. Producción de fuerza inducida sobre un conductor. Producción de voltaje inducido en un conductor móvil. Calcula voltaje inducido por campos magnéticos en espiras y bobinas. Calcula voltaje inducido en un conductor móvil contenido en un campo magnético. Calcula voltaje inducido en un conductor móvil contenido en un campo magnético. importancia de los campos magnéticos para crear tensiones eléctricas y fuerzas inducidas en conductores eléctricos. Calcula y determina las condiciones necesarias para producir: tensiones inducidas y fuerzas en conductores contenidos en campos 4 Taller: verifica producción de: voltajes eléctricos y fuerza inducida en conductores en campos SEGUNDA UNIDAD: EL TRANSFORMADOR ELECTRICO COMPETENCIA: Describe el funcionamiento del transformador, determina las características eléctricas que debe tener el transformador para una aplicación práctica especifica, elabora el circuito equivalente del transformador, describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con identificando los objetivos y las magnitudes que se deben de medir y explicando con características que relacionan dichas magnitudes. CAPACIDADES CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL PRODUCTO ESPERADO SEMANA El Transformador Monofásico. Partes del Transformador. Tipos de. El transformador ideal. Calcula relación de transformación. Analiza circuitos que contienen ideales. importancia del transformador en redes de energía eléctrica. Analiza circuitos que incluyen. 5 Taller: verifica relación de transformacion y realiza marcado de polaridad en el transformador. El Transformador real. Circuito Equivalente de un transformador. Describe los ensayos necesarios que se deben realizar para determinar las características de los importancia del circuito equivalente del transformador Analiza circuitos que incluyan aplicando el método por unidad. 6

4 Sistema de medición por Unidad. Regulación de Voltaje y eficiencia del transformador. Transformador con derivaciones y reguladores de voltaje.. Representa el circuito equivalente de un transformador y calcula sus. Calcula eficiencia y regulación de voltaje. cuando se hace análisis de redes que incluyan. Taller: realiza pruebas de corto circuito y circuito abierto en los. El Autotransformador. Transformadores trifásicos. Bancos de monofásicos en instalaciones trifásicas. Transformadores de medida. condiciones que debe de cumplir los para conectarlos como auto. condiciones que debe de cumplir los trifásicos para conectarlos a redes trifásicas. condiciones que debe de cumplir grupos de monofásicos para conectarlos a redes trifásicas. Se comunica adecuadamente de modo oral o a través de esquemas cuando se refiere a incluidos en redes de energía eléctrica. Elabora, Identifica y analiza conexiones de monofásicos instalados en redes monofásicas o trifásicas. características eléctricas que debe tener el transformador para una aplicación práctica específica. 7 Taller: Verifica funcionamiento de: autotransformador y trifásicos. EXAMEN DEL PRIMER PERIODO: SEMANA N 8

5 TERCERA UNIDAD: MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA COMPETENCIA: Describe el funcionamiento de las maquinas de corriente continua, determina las características eléctricas que deben tener el motor o generador de C.C. para una aplicación práctica especifica, elabora circuitos equivalentes de motores y generadores eléctricos C.C., describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con motores y generadores de C.C. identificando los objetivos y las magnitudes que se deben de medir y explicando con características que relacionan dichas magnitudes. CAPACIDADES CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL PRODUCTO ESPERADO SEMANA Fundamentos de maquinas de C.C. La maquina lineal. Conmutación en maquinas sencilla de C.C. Conmutación y construcción de inducido en maquinas reales. Ecuación de voltaje interno generado y momento de torsión inducido en maquinas reales. Calcula voltaje inducido en las maquinas lineales. Calcula las fuerzas inducidas en maquinas lineales. Describe función del conmutador en las maquinas C.C. giratorias. Identifica los problemas de conmutación en maquinas reales y sus soluciones. Maneja lenguaje técnico adecuado al explicar los principios de funcionamiento de las maquinas de C.C. Describe el principio de funcionamiento de las maquinas de C.C. y los problemas de conmutación en maquinas de C.C. 9 Taller: Verifica partes y funcionamiento de Maquinas C.C. Estructura de motores C.C. Motor de C.C. Circuito equivalente de un motor. Representa circuito equivalente de motor eléctrico C.C. Calcula la regulación de velocidad. Identifica y determina manipulables para controlar la velocidad de los motores C.C. buena regulación de velocidad que poseen los motores C.C. y sus aplicaciones en las industrias y maquinaria pesada. características eléctricas que deben tener el motor de C.C. para una aplicación práctica especifica. 10 Taller: Verifica funcionamiento de motores C.C. Motores de C.C. en derivación. Motores de C.C. en serie. Analiza ventajas y aplicaciones de motores de C.C. Shunt, serie y Se comunica de modo adecuado de forma oral o motores de C.C. en las instalaciones condiciones 11

6 Motores de C.C. compuesto. compound identificando las magnitudes involucradas explicando con características que relacionen dichas magnitudes. escrito a través de esquemas y características al referirse a técnicos de los motores de C.C. necesarias para controlar la velocidad de motores C.C. Taller: Verifica inversión de Giro, Verifica frenado eléctrico de motores C.C. Estructura de un generador de C.C. Circuito equivalente de un generador de C.C. Curva de magnetización de un generador de C.C. Generadores de C.C. en derivación. Generadores de C.C. en serie. Generadores de C.C. compuesto. Representa circuito equivalente de generador eléctrico. Calcula la regulación de Voltaje. Identifica y determina manipulables para controlar el voltaje de salida de los generadores C.C. aplicación de los generadores C.C. en instalaciones de C.C. industriales y maquinaria pesada. características eléctricas que deben tener el generador de C.C. Para una aplicación práctica especifica. generadores de C.C. en esquemas de instalaciones condiciones necesarias para poner en paralelo los generadores D.C. 12 Taller: Verifica funcionamiento de generadores C.C. CUARTA UNIDAD: MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA COMPETENCIA: Describe el funcionamiento de las maquinas de corriente alterna, determina las características eléctricas que deben tener el motor y generador de C.A. para una aplicación práctica especifica, elabora circuitos equivalentes de motores y generadores eléctricos C.A., describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con motores y generadores de C.A. identificando los objetivos y las magnitudes que se deben de medir y explicando con características que relacionan dichas magnitudes. CAPACIDADES CONCEPTUAL PROCEDIMENTAL ACTITUDINAL PRODUCTO ESPERADO SEMANA Fundamentos de las maquinas de C.A. Campo magnético Giratorio. Fuerza magnetomotriz y distribución del flujo en maquinas C.A. Momento de torsión inducido en Determina relación entre frecuencia eléctrica y frecuencia de giro mecánico. importancia de la aplicación de maquinas de C.A. en industrias minas residencias etc. Describe el funcionamiento de las maquinas de corriente alterna. 13

7 maquinas de C.A. Flujos de potencia y perdidas en maquinas de C.A. Taller: Verifica partes y funcionamiento de Maquinas C.A. Generadores Síncronos. Constitución de un generador síncrono. Velocidad de rotación de un generador síncrono. Voltaje inducido. Circuito equivalente del generador síncrono. Medición de de un generador síncrono. Funcionamiento en paralelo de generadores síncronos. Describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con generadores síncronos identificando los objetivos y las magnitudes que se deben de medir y explicando con características que relacionan dichas magnitudes. Describe las condiciones necesarias para poner en paralelo el generador a una red de energía eléctrica. importancia de generadores síncronos y la función que cumplen dentro de los sistemas de potencia. características eléctricas que deben tener el generador síncrono Para una aplicación práctica específica. generadores síncronos en esquemas de instalaciones condiciones necesarias para poner en paralelo los generadores síncronos. 14 Taller: Verifica funcionamiento de generadores Síncronos. Motores síncronos. Principios básicos de funcionamiento. Arranque de motores síncronos. Valores nominales de Describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con Elabora e interpreta características que relacionan los eléctricos y mecánicos en los Describe las condiciones necesarias para arrancar los importancia de los motores síncronos y la función que cumplen dentro de los sistemas de potencia. Describe los regímenes de trabajo del motor y las aplicaciones prácticas. motores síncronos en esquemas de instalaciones condiciones necesarias para arrancar 15

8 Taller: Verifica funcionamiento de motores Síncronos. Motores de inducción, construcción, conceptos básicos de motor de inducción, circuito equivalente, características momento torsión, arranque de motores de inducción, control de velocidad de motor de inducción. Motores monofásicos de inducción, motores universales. Describe los tipos de ensayo normalizados que se deben realizar con motores de inducción. Elabora e interpreta características que relacionan los eléctricos y mecánicos en los motores asíncronos y universales. Describe las condiciones necesarias para variar la velocidad de un motor de inducción. importancia de motores asíncronos y la función que cumplen como el motor que tiene más aplicaciones en las industrias. características eléctricas que deben tener el motor asíncrono Para aplicaciones prácticas específicas. motores asíncronos en esquemas de instalaciones condiciones necesarias para controlar la velocidad de los motores asíncronos. 16 Taller: Verifica funcionamiento de motores: jaula de ardilla y motores universales. EXAMEN DEL SEGUNDO PERIODO: SEMANA N 17 EXAMEN DE SUBSANACIÓN SEMANA N 18 VI. RECURSOS EDUCATIVOS Material Educativo: Textos básicos, separatas, pizarra, plumones, módulos de aprendizaje, organizadores previos, direcciones electrónicas. Material Didáctico: Diapositivas, audios, vídeos, fotografías, libros electrónicos, sistemas multimedia, aplicaciones WEB, direcciones WEB. VII. EVALUACIÓN PROCEDIMIENTO PORCENTAJE PONDERACIÓN INSTRUMENTO Prueba Escrita. 40 % 8 Prueba de Ensayo. Promedio de Prácticas en Laboratorio. 25 % 5 Prácticas Calificadas. Promedio de Prácticas en Clase. 10 % 2 Prácticas Calificadas. Asistencia y Puntualidad. 5% 1 Lista de Cotejos. Elaboración y Sustentación del Trabajo de Investigación. 20 % 4 Presentación y Exposición del Trabajo de Investigación.

9 VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: CHAPMAN, Stephen J. Maquinas Eléctricas 4ta Ed. Mc Graw Hill. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: Ing. Dario Biela-Bianchi D. Maquinas Eléctricas I Ing. Dario Biela-Bianchi D. Maquinas Eléctricas II Arequipa, 14 de Marzo del Ing Javier Mamani Villalba Ing. Electricista CIP: 97649