PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE ELECTROTECNIA

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1 PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE ELECTROTECNIA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA CURSO

2 Índice I. INTRODUCCIÓN... 4 II. OBJETIVOS... 6 II.1 Objetivos generales del bachillerato... 6 II.2 Objetivos del área... 7 III. CONTENIDOS... 8 III.1 Contenidos básicos... 8 III.2 Organización de los contenidos III.3 Temporalización de los contenidos IV. PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN IV.1 Criterios de evaluación IV.2 Contenidos exigibles IV.3 Instrumentos de calificación V. MATERIAL DIDÁCTICO Y RECURSOS A EMPLEAR VI. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Y EXTRAESCOLARES VII. ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD VIII. METODOLOGÍA DIDÁCTICA IX. INICIATIVA PERSONAL Y EMPRENDEDORA

3 I. INTRODUCCIÓN La Electrotecnia es la disciplina tecnológica dirigida al aprovechamiento de la electricidad. Su campo disciplinario abarca el estudio de los fenómenos eléctricos y electromagnéticos, desde el punto de vista de su utilidad práctica, las técnicas de diseño y construcción de dispositivos eléctricos característicos, ya sean circuitos, máquinas o sistemas complejos, y las técnicas cálculo y medida de magnitudes en ellos. Las aplicaciones de la Electrotecnia se extienden a todos los ámbitos de la economía y vida cotidiana, merced a desarrollos especializados en distintos campos de aplicación, que dan lugar a opciones formativas y profesionales en diversos sectores: producción y distribución de energía, calefacción y refrigeración, alumbrado, obtención de energía mecánica, tratamiento de información codificada, automatización y control de procesos, transmisión y reproducción de imágenes de sonido, electromedicina, etc. Esta materia se configura a partir de tres grandes campos de conocimiento y experiencia: Los conceptos y leyes científicas que explican los fenómenos físicos que tienen lugar en los dispositivos eléctricos. Los elementos con los que se componen circuitos y aparatos eléctricos, su disposición y conexiones características. Las técnicas de análisis y cálculo del comportamiento de circuitos y dispositivos eléctricos. La Electrotecnia desempeña un papel integrador y aplicado, en el currículo, al utilizar modelos explicativos procedentes de las ciencias físicas y emplear métodos de análisis, cálculo y representación gráfica procedente de las matemáticas. Este carácter de ciencia aplicada le confiere valor formativo, al integrar y poner en acción conocimientos procedentes de disciplinas científicas de naturaleza más abstracta y especulativa. Su finalidad general es la de proporcionar aprendizajes relevantes y cargados de posibilidades de desarrollo posterior. La multiplicidad de opciones de formación electrotécnica especializada confiere un elevado valor formativo. El conocimiento profundo de los elementos básicos con los que se construye cualquier circuito o máquina eléctrica, la 3

4 resistencia óhmica, la autoinducción y la capacidad, su comportamiento ante los fenómenos eléctricos y su disposición en circuitos característicos, constituye el núcleo de esta materia, complementando con las técnicas de cálculo y medida directa de magnitudes en circuitos eléctricos. La enseñanza de la Electrotecnia debe conjugar de manera equilibrada los tres ejes transversales que la configuran. Por una parte la fundamentación científica necesaria para comprender suficientemente los fenómenos y las aplicaciones. En segundo lugar el conocimiento de las soluciones técnicas que han permitido la utilización de los fenómenos electromagnéticos en una amplia variedad de aplicaciones y, en tercer lugar, la experimentación que haga posible la medida precisa y el manejo por parte de los alumnos y alumnas de los dispositivos electrotécnicos con destreza y seguridad suficientes. Para lograr el equilibrio entre estos tres ejes es preciso el trabajo en tres grandes campos del conocimiento y la experiencia: los conceptos y leyes científicas que explican los fenómenos físicos que tienen lugar en los dispositivos eléctricos; los elementos con los que se componen circuitos y aparatos eléctricos, su principio de funcionamiento y su disposición y conexiones características y, por último, las técnicas de análisis, cálculo y predicción del comportamiento de circuitos y dispositivos eléctricos. El desarrollo de esta materia parte de contenidos que se han desarrollado en la materia de Física y química, especialmente los asociados a la fundamentación de la electricidad y el estudio de la energía. 4

5 II. OBJETIVOS II.1 Objetivos generales del bachillerato Con el fin de contribuir al desarrollo de las capacidades a las que se refiere el artículo 26 de la Ley Orgánica 1/1990, de 3 de octubre, de Ordenación General del Sistema Educativo, los alumnos al finalizar la etapa deberán haber conseguido los siguientes Objetivos: Dominar la lengua castellana o española Expresarse con fluidez y corrección en las lenguas extranjeras objeto de estudio. Analizar y valorar críticamente las realidades y problemas del mundo contemporáneo, así como los antecedentes y factores que influyen en él. Comprender los elementos fundamentales de la investigación y del método científico. Consolidar una madurez personal, social y moral que les permita actuar de forma responsable, crítica y autónoma. Fomentar un sentido ético que propicie actitudes de solidaridad, tolerancia y respeto hacia los demás como valores fundamentales. Participar de forma activa y solidaria en el desarrollo de su entorno social y espacial. Dominar los conocimientos científicos y tecnológicos fundamentales y las habilidades básicas propias de la modalidad escogida, con una visión integradora de las distintas materias. Desarrollar la sensibilidad artística y literaria como fuente de formación y enriquecimiento cultural. Utilizar la educación física y el deporte para favorecer el desarrollo personal y mejorar la calidad de vida. Utilizar de forma responsable y crítica los medios y recursos que la tecnología pone a su disposición. Conocer y valorar la aportación cultural y el patrimonio de Castilla y León. 5

6 II.2 Objetivos del área La enseñanza de la Electrotecnia en el bachillerato tendrá como finalidad el desarrollo de las siguientes capacidades: 1. Comprender y explicar el comportamiento de dispositivos eléctricos sencillos y los principios y leyes físicas que los fundamentan. 2. Seleccionar y utilizar correctamente los componentes de un circuito eléctrico que responda a una finalidad predeterminada, comprendiendo su funcionamiento. 3. Calcular y medir las principales magnitudes de un circuito eléctrico, en corriente continua y alterna, compuesto por elementos discretos en régimen permanente. 4. Analizar e interpretar esquemas y planos de instalaciones y equipos eléctricos característicos, comprendiendo la función de un elemento o grupo funcional de elementos en el conjunto. 5. Seleccionar e interpretar información adecuada para plantear y valorar soluciones, en el ámbito de la electrotecnia, a problemas técnicos comunes. 6. Conocer el funcionamiento, elegir y utilizar adecuadamente los aparatos de medida de magnitudes eléctricas, estimando anticipadamente su orden de magnitud y valorando su grado de precisión. 7. Proponer soluciones a problemas en el campo de la electrotecnia con un nivel de precisión coherente con el de las diversas magnitudes que intervienen en ellos. 8. Comprender las descripciones y características de los dispositivos eléctricos y transmitir con precisión los conocimientos e ideas sobre ellos utilizando vocabulario, símbolos y formas de expresión apropiadas. 9. Actuar con autonomía, confianza y seguridad al inspeccionar, manipular e intervenir en circuitos y máquinas eléctricas para comprender su funcionamiento. III. III.1 CONTENIDOS Contenidos básicos Los conceptos que se van a tratar en la asignatura son: 6

7 Conceptos y fenómenos eléctricos básicos y medidas electrotécnicas: Magnitudes y unidades eléctricas. Diferencia de potencial. Fuerza electromotriz. Intensidad y densidad de corriente. Resistencia eléctrica. Ley de Ohm. Corriente continua (c.c.) y corriente alterna (c.a.) Condensador. Capacidad. Potencia, trabajo y energía. Efecto Joule. Efectos de la corriente eléctrica. Medidas en circuitos. Medida de magnitudes de corriente continua y corriente alterna. Instrumentos. Procedimientos de medida. Circuitos eléctricos de corriente continua: Características e identificación de resistencias y condensadores. Pilas y acumuladores Análisis de circuitos de corriente continua. Leyes y procedimientos: leyes de Kirchoff, método de las mallas, principio de superposición, teorema de Thevenin. Acoplamientos de receptores: asociación de resistencias y condensadores. Divisores de tensión e intensidad. Circuito RC. Carga y descarga de un condensador. Constante de tiempo. Conceptos y fenómenos electromagnéticos: Imanes. Intensidad del campo magnético. Inducción y flujo magnético. Campos y fuerzas magnéticas creados por corrientes eléctricas. Fuerzas electromagnética y electrodinámica. Fuerza sobre una corriente en un campo magnético. Par de fuerzas sobre una espira plana. Propiedades magnéticas de los materiales. Permeabilidad. Circuito magnético. Fuerza magnetomotriz. Reluctancia. Ley de Ohm de los circuitos magnéticos. 7

8 Inducción electromagnética. Leyes de Faraday y de Lenz. Inducción mutua. Autoinducción. Circuito RL. Carga y descarga de una autoinducción. Circuitos eléctricos de corriente alterna: Características y magnitudes de la corriente alterna. Magnitudes senoidales. Efectos de la resistencia, autoinducción y capacidad en la corriente alterna. Reactancia. Impedancia. Variación de la impedancia con la frecuencia. Representación gráfica. Impedancia compleja. Análisis de circuitos de corriente alterna monofásicos. Leyes y procedimientos. Circuitos simples. Potencia en corriente alterna monofásica: instantánea, activa, reactiva y aparente. Factor de potencia y su corrección. Representación gráfica. Resonancia. Sistemas trifásicos: generación, acoplamientos, tipos, potencias. Mejora del factor de potencia. Semiconductores. Diodos, transistores, tiristores. Valores característicos y su comprobación. Circuitos electrónicos básicos: rectificadores, amplificadores, multivibradores. Seguridad en instalaciones eléctricas. Introducción a las instalaciones domésticas, interruptores diferenciales. Máquinas eléctricas: Transformadores. Funcionamiento. Constitución. Pérdidas. Rendimiento. Ensayos básicos: de vacío y de cortocircuito. Máquinas de corriente continua. Dinamos y motores de c.c. Funcionamiento. Conexionados: tipos de excitación. Conmutación. Reacción del inducido. Sentido de giro. Velocidad. Par electromagnético, resistente y motor. Balance de potencias. Rendimiento. Ensayos básicos. 8

9 Máquinas rotativas de corriente alterna. Alternadores, motores síncronos y motores asíncronos. Funcionamiento. Conexionados. Sentido de giro. Velocidad. Balance de potencias. Rendimiento. Eficiencia energética de los dispositivos eléctricos y electrónicos. III.2 Organización de los contenidos Los contenidos de la asignatura distribuyen de la siguiente forma: 1.- La electricidad. Conceptos generales. 2.- Resistencia, potencia y energía eléctrica. 3.- Resolución de circuitos en corriente continua. 4.- Generadores electroquímicos y fotovoltaicos. 5.- Los condensadores. 6.- Efecto térmico de la electricidad. 7.- Magnetismo y electromagnetismo. 8.- Interacción entre la corriente eléctrica y el campo magnético. 9.- La corriente alterna Resolución de circuitos paralelos y mixtos C.A Sistemas trifásicos Medidas eléctricas El transformador Máquinas eléctricas de corriente continua Máquinas eléctricas de corriente alterna Lámparas eléctricas Instalaciones eléctricas básicas y de seguridad Componentes y circuitos electrónicos analógicos básicos. III.3 Temporalización de los contenidos Las unidades se distribuirán de la siguiente manera: Primer trimestre: El final de este trimestre se corresponde con la primera evaluación y se tratarán las unidades 1 a 7 En el segundo trimestre de la 8 a la 13 y el resto de máquinas eléctricas en el 3er. Trimestre. 9

10 El tiempo asignado a cada unidad dependerá del ritmo de aprendizaje de los alumnos/as durante el desarrollo del curso. Por tanto, se dedicará más tiempo a aquellos contenidos donde se presenten más dificultades. IV. IV.1 PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN Criterios de evaluación Los criterios de evaluación vienen reflejados en el Currículo de Bachillerato de la Junta de Castilla y León: Explicar cualitativamente el funcionamiento de circuitos simples destinados a producir luz, energía motriz o calor y señalar las relaciones e interacciones entre los fenómenos que tienen lugar. Seleccionar elementos o componentes de valor adecuado y conectarlos correctamente para formar un circuito, característico y sencillo. Explicar cualitativamente los fenómenos derivados de una alteración en un elemento de un circuito eléctrico sencillo y describir las variaciones que se espera que tomen los valores de tensión y corriente. Calcular y representar vectorialmente las magnitudes básicas de un circuito mixto simple, compuesto por cargas resistivas y reactivas y alimentado por un generador senoidal monofásico. Analizar planos de circuitos, instalaciones y equipos eléctricos de uso común e identificar la función de un elemento discreto o de un bloque funcional en el conjunto. Representar gráficamente en un esquema de conexiones o en un diagrama de bloques funcionales la composición y el funcionamiento de una instalación o equipo eléctrico sencillo y de uso común. Interpretar las especificaciones técnicas de un elemento o dispositivo eléctrico y determinar las magnitudes principales de su comportamiento en condiciones nominales. Medir las magnitudes básicas de un circuito eléctrico y seleccionar el aparato de medida adecuado, conectándolo correctamente y eligiendo la escala óptima. 10

11 Interpretar las medidas efectuadas sobre circuitos eléctricos o sobre sus componentes para verificar su correcto funcionamiento, localizar averías e identificar sus posibles causas. Utilizar las magnitudes de referencia de forma coherente y correcta a la hora de expresar la solución de los problemas. Procedimientos de evaluación Se evaluarán tanto el proceso de aprendizaje como de enseñanza, debiendo ser un proceso continuo, participativo, formativo, variado y motivador. Al inicio del curso se realizará una inicial con el fin de determinar el grado y conocimiento de las herramientas informáticas por parte de los alumnos que seguirán el curso. Esta evaluación se realizará a través de una prueba escrita sin valor académico inicial. Se dará importancia a la realización de tareas en el aula, así como la actitud y disposición en la realización de las actividades propuestas, así como su comportamiento, valorando se forma positiva que ayuden a otros compañeros con más dificultades a la hora de realizar las actividades propuestas. Además se valorarán conocimientos, actitudes, destrezas adquiridas, creatividad y hábitos de trabajo, también el interés demostrado hacia la asignatura. Todos los trabajos que vayan a ser evaluados se llevarán a cabo en el aula, lo que permitirá determinar de forma fiable las destrezas que va adquiriendo el alumno. IV.2 Contenidos exigibles Interpretar y aplicar las leyes eléctricas estudiadas, aplicar a casos concretos. Resolver circuitos muy sencillos aplicando la ley de Ohm. Conocer los instrumentos de medida de magnitudes eléctricas. Conocer los aspectos energéticos de la corriente eléctrica. Analizar en casos concretos el por qué y las consecuencias de fenómenos electromagnéticos. Describir de forma razonada fenómenos electromagnéticos y aplicarlo a resolución numérica de ejercicios prácticos. 11

12 Resolver cuestiones y ejercicios relativos a fenómenos electromagnéticos. Realizar ejercicios prácticos relativos a circuitos de corriente continua y corriente alterna. Interpretar y aplicar las leyes eléctricas estudiadas, aplicar a casos concretos. Conocer e identificar los componentes de un circuito y un sistema trifásico. Interpretar correctamente esquemas y planos de montaje de instalaciones. Conocer los distintos elementos presentes en los planos de instalaciones así como sus representaciones gráficas. Analiza situaciones de ahorro energético y de dinero Conocer los principales elementos de circuitos electrónicos y su funcionamiento. Resolución de problemas y ejercicios relativos a los conceptos tratados. Interpretar esquemas y planos de montaje de instalaciones. Analizar correctamente los elementos que constituyen una máquina eléctrica y describir su funcionamiento. Realizar cálculos energéticos y de rendimiento de distintos tipos de máquinas. Identificar en esquemas las partes de una máquina eléctrica. IV.3 Instrumentos de calificación Los procedimientos e instrumentos que se emplearán para realizar el proceso evaluación se basarán en la observación, tanto en las actividades a realizar, como en las dinámicas de trabajo creadas. A lo largo del curso se realizarán tanto pruebas escritas destinadas a comprobar la marcha del proceso de aprendizaje. Los instrumentos utilizados en la evaluación serán: Participación, trabajo diario y comportamiento en el aula. Pruebas de carácter práctico y escrito. Realización de trabajos si fuese aconsejable. 12

13 La participación, trabajo diario y comportamiento en el aula correcto en 2º de bachillerato se presupone en alumnos de este nivel educativo, por lo tanto se les penalizará de no ser así hasta con un porcentaje equivalente al 20% de la nota final La no presentación de un trabajo o actividad encargada a un alumno, dará lugar a la calificación de Insuficiente en la evaluación correspondiente La nota obtenida en la evaluación, se calculará como media de las notas de las pruebas realizadas a lo largo de la evaluación correspondiente, considerando también la participación, trabajo diario y comportamiento en el aula. La calificación global de cada alumno seguirá los siguientes parámetros: INSUFICIENTE: Entre 0 y 49 puntos. SUFICIENTE: Entre 50 y 59 puntos. BIEN: Entre 60 y 69 puntos. NOTABLE. Entre 70 y 89 puntos. SOBRESALIENTE: entre 90 y 100 puntos. PROCESO DE RECUPERACIÓN Aquellos alumnos que cursando segundo de Bachillerato tengan suspensa la materia podrán recuperarla realizando pruebas escritas, similares a los exámenes que se han realizado a lo largo del curso. Las fechas de realización de las pruebas se darán a conocer con la suficiente publicidad y anticipación, no teniendo porqué coincidir estas con las pruebas realizadas para los alumnos que este año cursan por primera vez esta materia. Aquellos alumnos/as que no superen alguna de las evaluaciones a lo largo del curso podrán realizar un examen relativo a la evaluación correspondiente en Junio. Los alumno/as que al finalizar Junio tengan alguna evaluación suspensa podrán realizar una prueba en Septiembre correspondiente a toda la materia. 13

14 V. MATERIAL DIDÁCTICO Y RECURSOS A EMPLEAR Se contará con las instalaciones, herramientas y máquinas del taller de Tecnología para completar con todas aquellas actividades prácticas que puedan ser necesarias para alcanzar los Objetivos propuestos. Además, se utilizarán ocasionalmente las aulas de informática del centro. El libro de texto que se seguirá durante el curso será el siguiente: ELECTROTECNIA, Pablo Alcalde San Miguel, Ed. Paraninfo. Año 2011 Por último, se apoyarán los contenidos de la materia a través de la plataforma Moodle y de la web y 14

15 VI. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Y EXTRAESCOLARES. Para este curso, se prevé acudir a aquellos actos, que desarrollándose en la ciudad, tengan un carácter técnico relativo a la ELECTROTECNIA. También, se podrá organizar una visita a aquellos centros que estén ubicados en la ciudad y cuyo trabajo esté relacionado con la asignatura, siempre que la buena marcha del curso así lo permita. A estos actos podrán asistir aquellos alumnos que cursen la asignatura. No se prevé realizar, ni participar en actividades que se desarrollen fuera del ámbito de la ciudad. No obstante, y debido a la complejidad del curso, se restringirán las visitas fuera del centro a lo que realmente pueda serles útil para el desarrollo de la materia. 15

16 VII. ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD. Se tendrá en cuenta que el grupo es heterogéneo y el carácter voluntario de la etapa. Los diferentes intereses, aptitudes, motivaciones, capacidades, etc... deberán tenerse en cuenta en el proceso de aprendizaje a fin de detectar posibles dificultades. Se realizarán las actividades necesarias que favorezcan el proceso de aprendizaje de todos los alumnos. 16

17 VIII. METODOLOGÍA DIDÁCTICA Se promoverá la integración de contenidos científicos, tecnológicos y organizativos. Asimismo, se favorecerá en el alumno la capacidad para aprender por sí mismo. Se propone una metodología en la que los alumnos aprendan mientras descubren ellos mismos los pormenores, una vez que se les ha proporcionado las bases indispensables. Se trata, en suma, de fomentar el espíritu investigador y de constante función que se estima necesario en el mundo actual. Mediante el desarrollo de los bloques temáticos se intentará motivar al alumno con ejemplos prácticos, siempre que sea posible, aprovechando el amplio campo de aplicación que posee esta asignatura. Se desarrollarán explicaciones teóricas a las que seguirán ejemplos oportunos que pretendan asentar conocimientos. Los ejercicios posteriores tratarán de profundizar más en el tema, contemplando situaciones lo más reales posibles. Se intentará establecer una relación dinámica profesor-alumno mediante consultas y exposición de situaciones problemáticas o no, que pretendan conseguir el que se susciten ejemplos y se aporten soluciones, si es el caso, debidamente documentadas. El contenido de los bloques se desarrollará procurando que el sistema de trabajo sea homogéneo en cada uno de ellos, si bien se tendrá en cuenta las peculiaridades propias (duración, complejidad, etc.). El alumno se convierte en motor de su propio proceso de aprendizaje al modificar él mismo sus esquemas de conocimiento. Junto a él, el profesor ejerce el papel de guía al poner en contacto los conocimientos y las experiencias previas del alumno con los nuevos contenidos. Esta concepción permite además garantizar la funcionalidad del aprendizaje, es decir, asegurar que el alumno podrá utilizar lo aprendido en circunstancias reales, bien llevándolo a la práctica, bien utilizándolo como instrumento para lograr nuevos aprendizajes. Todo aprendizaje tiene un tiempo de maduración. La complejidad de la información transmitida, el grado de detalle o de abstracción debe ser cuidadosamente medida, haciendo uso de pausas en la exposición y proporcionando tiempo para reflexionar, probar o preguntar, 17

18 empleando de modo sistemático la repetición, el resumen y la sinopsis. La rapidez con que cada alumno asimila nuevas ideas y las relaciona con las que ya posee es muy variable, siendo aconsejable complementar el respeto de los distintos ritmos de aprendizaje con acciones destinadas a asentar y homogeneizar las adquisiciones del grupo de clase para poder progresar. Estas serán las pautas que se seguirán a lo largo del curso a fin de lograr alcanzar los objetivos propuestos. Y siempre teniendo en cuenta los acuerdos alcanzados en las reuniones de coordinación de profesores de la materia, de cara a la PAEU. 18

19 IX. INICIATIVA PERSONAL Y EMPRENDEDORA Según el Decreto 42/2008 de, 5 de junio, por el que se establece le currículo de Bachillerato en la Comunidad Autónoma, prevé en sus objetivos de etapa Afianzar el espíritu emprendedor a través del conocimiento de las cualidades emprendedoras y de la actitud ante el cambio. En esta etapa se trabaja este objetivo desde todas las áreas, aunque en la modalidad de Ciencias Sociales se ofertan asignaturas optativas que se centrar en estos temas. En 2º de bachillerato, por ser un curso encaminado a la preparación para seguir estudios, ya sean universitarios o de formación profesional de grado superior, y por la corta duración del curso y lo amplio del currículo de la asignatura, se trabajarán más ampliamente los contenidos del currículo, pero siempre haciendo ver a los alumnos la necesidad de mantener una actitud emprendedora, de innovación y sobre todo de curiosidad ante los nuevos retos que se les van a plantear cuando abandonen el Centro. Fdo: José Luis Anta Glez. León, curso