Electrotecnia

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) GRADO EN INGENIERÍA DE MATERIALES (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: FELIPE CORCOLES LOPEZ Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Conocimiento y utilización de los principios de teoría de circuitos y máquinas eléctricas. Metodologías docentes La carga docente total de la asignatura es de 59 horas repartidas de la siguiente manera: 49 horas de clases de pizarra (30 horas teóricas y 19 horas prácticas) y 10 horas de prácticas de laboratorio. La distribución semanal es: - Dos sesiones semanales de trabajo en el aula (de una duración comprendida entre hora y media y dos horas, hasta alcanzar el total de 49 horas), en las que se exponen los aspectos básicos de la teoría con apoyo de material docente y de un buen número de ejemplos prácticos. - Cinco sesiones de prácticas en el laboratorio de dos horas por sesión (aproximadamente, una sesión cada dos semanas). Se prevé una dedicación adicional del alumno de una hora y media por cada hora de clase de pizarra, con un ligero incremento para los últimos temas. Para el seguimiento de las sesiones de trabajo en el aula se pueden consultar los libros de teoría "Circuitos monofásicos y trifásicos" y "Transformadores", una colección de problemas propuestos y resueltos "Electrotecnia. Enunciados y problemas resueltos", y exámenes resueltos de años anteriores "Electrotecnia. Problemas de examen resueltos". Todo este material está disponible en Reprografía ETSEIB. Objetivos de aprendizaje de la asignatura El objetivo general de la asignatura es proporcionar al estudiante los conocimientos básicos necesarios para el análisis de los circuitos eléctricos en régimen permanente sinusoidal. Los objetivos específicos son: - conocer los modelos de los componentes activos y pasivos de los circuitos eléctricos, - leyes de Kirchoff, - resolución general de circuitos eléctricos, - saber analizar y resolver circuitos eléctricos en continua y en régimen permanente sinusoidal, éstos últimos con la 1 / 7

2 técnica de los fasores, - asimilar los conceptos de potencias instantánea, activa, reactiva y aparente asociadas a los circuitos eléctricos en régimen permanente sinusoidal, - utilizar el método de los nudos para el análisis de circuitos eléctricos, - conexiones en estrella (neutros, puestas a tierra) y en triángulo, - medida de potencias en sistemas trifásicos, - dimensionado de baterías de condensadores que mejoren el factor de potencia de una instalación, - analizar los sistemas de distribución de energía eléctrica más empleados (radiales y mallados), y - saber modelizar los transformadores como componentes de las redes de distribución de energía eléctrica, procurando utilizar su caracterización en valores relativos. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h 03,6m Horas grupo grande: 50h 33.32% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 10h 6.66% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 03,6m 60.02% 2 / 7

3 Contenidos 1. ANÁLISIS DE CIRCUITOS MONOFÁSICOS Dedicación: 19h 15m Grupo grande/teoría: 12h 50m Grupo mediano/prácticas: 6h 25m "Circuitos monofásicos y trifásicos" [MT]) 1.1 Convenios de signos Flechas de valoración [MT, pág. 7, 79]. Leyes de Kirchhoff [MT, pág. 16]. Relaciones tensión-corriente en elementos pasivos y activos de una pareja de terminales [MT, pág. 13] 1.2 Análisis de circuitos Análisis de circuitos que contienen fuentes de tensión y de corriente [MT, pág. 20] 1.3 Circuitos en régimen permanente sinusoidal Introducción de los fasores [MT, pág. 39]. Relaciones tensión-corriente en elementos pasivos y activos de una pareja de terminales [MT, pág. 51, 81]. Asociación serie-paralelo de impedancias [MT, pág. 85]. Amperímetros y voltímetros. Elementos pasivos de dos parejas de terminales (acoplamiento magnético): descripción general y particularización al régimen permanente sinusoidal [MT, pág. 77] 1.4 Potencia en corriente alterna Potencias instantáneas absorbida y entregada por un elemento activo o pasivo de una pareja de terminales [MT, pág. 62]. Potencias activa, reactiva, y aparente en régimen sinusoidal [MT, pág. 58]. Aditividad de las potencias activa, reactiva y aparente compleja. Factor de potencia [MT, pág. 71]. Vatímetros [MT, pág. 145]. Consumo de potencia reactiva. Mejora del factor de potencia [MT, pág. 71] 1.5 Circuitos equivalentes de Thévenin y Norton Teoremas de Thévenin y Norton [MT, pág. 92, 98]. Potencia de cortocircuito [MT, pág. 97]. Problemas Thévenincarga [MT, pág. 100] 2. MÉTODO DE LOS NUDOS Dedicación: 3h 30m Grupo grande/teoría: 2h 20m Grupo mediano/prácticas: 1h 10m 2.1 Introducción y definiciones 2.2 Método de los nudos. Equivalente de Thévenin 2.3 Método de los nudos ampliado (introducción de fuentes puras de tensión y acoplamientos magnéticos) 3 / 7

4 3. ANÁLISIS DE CIRCUITOS TRIFÁSICOS Dedicación: 12h 15m Grupo grande/teoría: 8h 10m Grupo mediano/prácticas: 4h 05m "Circuitos monofásicos y trifásicos" [MT]) 3.1 Justificación de los sistemas trifásicos 3.2 Definiciones Sistemas de tensiones simétricos y equilibrados [MT, pág. 121]. Secuencias directa e inversa [MT, pág. 121]. Cargas simétricas y no simétricas 3.3 Estudio de las cargas trifásicas Carga simétrica en estrella con el punto medio conectado/no conectado. Esquema fase-neutro [MT, pág. 126]. Carga simétrica en triángulo. Equivalencia estrella-triángulo en el caso simétrico [MT, pág. 130]. Carga asimétrica en estrella con el punto medio conectado [MT, pág. 137]. Carga asimétrica en triángulo [MT, pág. 137]. Carga asimétrica en estrella con el punto medio no conectado. Equivalencia estrella-triángulo en el caso asimétrico [MT, pág. 142]. Teorema de Millman [MT, pág. 137] 3.4 Sistemas simétricos con cargas simétricas Utilización del esquema fase-neutro [MT, pág. 129]. Compensación de reactiva [MT, pág. 71]. Potencia de cortocircuito [MT, pág. 136]. Problemas Thévenin-carga [MT, pág. 100] 3.5 Medida de potencia en sistemas trifásicos Potencia aparente en sistemas con o sin neutro [MT, pág. 139]. Medidas de potencia activa y reactiva con vatímetros en sistemas con neutro [MT, pág. 145]. Medidas de potencia activa y reactiva con vatímetros en sistemas sin neutro [MT, pág. 145] 4. ANÁLISIS DE LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN Dedicación: 5h 15m Grupo grande/teoría: 3h 30m Grupo mediano/prácticas: 1h 45m "Circuitos monofásicos y trifásicos" [MT]) 4.1 Cálculo de caídas de tensión, pérdidas y sección de conductores 4.2 Estudio de redes con cargas P-Q 4 / 7

5 5. ANÁLISIS DE CIRCUITOS CON TRANSFORMADORES Dedicación: 8h 45m Grupo grande/teoría: 5h 50m Grupo mediano/prácticas: 2h 55m "Transformadores" [TR]) 5.1 Transformador monofásico ideal Ecuaciones del transformador monofásico ideal [TR, pág. 32, 45]. Reducción de un circuito con un transformador monofásico ideal [TR, pág. 51]. Empleo del esquema reducido [TR, pág. 51] 5.2 Transformador monofásico real Transformador monofásico real [TR, pág. 34, 45]. Reducción de un circuito con un transformador monofásico real. Esquemas aproximados [TR, pág. 55, 75]. Funcionamiento en carga: índice de carga, caída de tensión, rendimiento y potencia reactiva consumida [TR, pág. 71]. Bases más utilizadas: p.u., primario y secundario [TR, pág. 59]. Paso de reducción en p.u. a reducción al primario o secundario [TR, pág. 62] 5.3 Placa de características del transformador real Ensayos para la determinación de parámetros [TR, pág. 47, 85] 5.4 Transformador trifásico Reducción de un circuito con un transformador trifásico [TR, pág. 129]. Empleo del esquema reducido [TR, pág. 133]. Bases más utilizadas: p.u., primario y secundario [TR, pág. 134] 5.5 Transformadores en cascada y en paralelo Reducción de un circuito con transformadores en cascada y en paralelo [TR, pág. 63, 134, 79]. Cambios de base [TR, pág. 65] 5 / 7

6 Sistema de calificación La calificación de la asignatura tendrá en cuenta las cuatro actividades siguientes: prácticas de laboratorio (N_PR), examen parcial (N_EP), examen final (N_EF) y preguntas sobre prácticas de laboratorio en el examen final (N_PR_EF). Estas preguntas de prácticas también se contabilizarán en la nota del examen final (N_EF) con el mismo peso que cualquier otra pregunta del examen. Por ejemplo, si el examen final tiene m preguntas, de las cuales hay n preguntas de prácticas de laboratorio, entonces la nota sobre 10 del examen final (N_EF) se obtendrá sumando las notas de las m preguntas y multiplicando el resultado por 10/m. Por otro lado, la nota sobre 10 de prácticas de laboratorio en el examen final (N_PR_EF) se obtendrá sumando la nota de las n preguntas y multiplicando el resultado por 10/n. En otras palabras, las preguntas de prácticas tienen más peso que el resto de preguntas. El examen parcial (N_EP), el examen final (N_EF) y las preguntas de prácticas del examen final (N_PR_EF) se valorarán con una nota entre 0 y 10. Las prácticas de cada alumno (N_PR) serán valoradas por su profesor de prácticas con una nota entre 0 y 10. Esta valoración tendrá en consideración la hoja de resultados, la conducta en las prácticas (se valorará positivamente la actividad; se valorarán negativamente la pasividad y cualquier manipulación que pueda producir la destrucción de algún equipo, incluso en el caso de que la destrucción no se produzca) y la puntualidad. Los alumnos repetidores con prácticas aprobadas en cursos anteriores tienen la opción de convalidarlas con la nota de dichos cursos (N_PR), o repetirlas para obtener una nueva nota. Todos los alumnos deben contestar las preguntas de prácticas del examen final y del de reevaluación (N_PR_EF y N_PR_ER), ya que éstas no se convalidan. La calificación final del estudiante se calculará según: N_FINAL = 0,2*N_EP + 0,6*N_EF + 0,1*N_PR_EF + 0,1*N_PR REEVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA Se realizará un acto de reevaluación de la asignatura al cual se podrán presentar todos los alumnos que, habiéndose matriculado en uno o en ambos cuatrimestres, tengan suspensa la asignatura. Este acto consistirá en un examen que se realizará al finalizar el periodo de exámenes ordinarios del cuatrimestre de primavera y que tendrá características idénticas a las del examen final (con notas N_ER y N_PR_ER). La calificación final del estudiante como resultado de este acto de reevaluación será idéntica a la de la evaluación ordinaria, es decir: N_FINAL = 0,2*N_EP + 0,6*N_ER + 0,1*N_PR_ER + 0,1*N_PR donde la nota del examen parcial (N_EP) será la que corresponda al parcial del último cuatrimestre del que se haya matriculado el alumno (si únicamente se ha matriculado en un cuatrimestre, se contabilizará la nota del parcial de dicho cuatrimestre; si se ha matriculado en ambos cuatrimestres, se contabilizará la nota del parcial del cuatrimestre de primavera). Si el alumno no se presenta a la prueba de reevaluación, mantendrá la calificación obtenida en el periodo ordinario. No es necesario presentarse al examen final para tener derecho al examen de reevaluación, tan sólo es necesario haberse presentado al examen parcial (N_EP) o tener nota de prácticas de laboratorio (N_PR) [en ambos casos la nota final (N_FINAL) tendrá un valor numérico y no será NP (no presentado)]. 6 / 7

7 Bibliografía Básica: J. Pedra. Circuitos monofásicos y trifásicos [en línea]. 2a. edición. Barcelona: Edicions UPC, 1999 [Consulta: 19/02/2014]. Disponible a: < ISBN Córcoles, Felipe ; Pedra, Joaquim ; Salichs, Miquel. Transformadores. Barcelona: Edicions UPC, ISBN Córcoles, F. ; J. Pedra ; M. Salichs. Electrotecnia. Enunciados y problemas resueltos. Barcelona: Reprografia ETSEIB, ISBN J. Pedra, F. Córcoles y L. Sainz. Electrotecnia. Problemas de examen resueltos. Barcelona: Reprografia ETSEIB, F. Córcoles, L. Sainz, J. Pedra, H. Altelarrea, O. Gomis y J. Rull. Electrotecnia. Exámenes de los últimos cuatrimestres. Barcelona: Reprografia ETSEIB, F. Córcoles, Ll. Monjo y M. Salichs. Electrotecnia. Prácticas de Laboratorio. Barcelona: Reprografia ETSEIB, / 7