TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Transcripción

1 TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES EN COMPETENCIAS PROFESIONALES ASIGNATURA DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 1. Competencias Formular proyectos de energías renovables mediante diagnósticos energéticos y estudios especializados de los recursos naturales del entorno, para contribuir al Desarrollo sustentable y al uso racional y eficiente de la energía. 2. Cuatrimestre PRIMERO 3. Horas Teóricas Horas Prácticas Horas Totales Horas Totales por Semana 4 Cuatrimestre 7. Objetivo de aprendizaje El alumno utilizará los principios de electricidad y magnetismo para interpretar el comportamiento de los elementos básicos de un circuito eléctrico y realizar las mediciones eléctricas correspondientes mediante el uso de la instrumentación adecuada y empleando las medidas de seguridad indicadas. Unidades de Aprendizaje Horas Teóricas Prácticas Totales I. Fundamentos de electricidad y magnetismo II. Circuitos Eléctricos III. Mediciones Eléctricas Totales

2 UNIDADES DE APRENDIZAJE 1. Unidad de aprendizaje I. Fundamentos de electricidad y magnetismo 2. Horas Teóricas 7 3. Horas Prácticas 8 4. Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje El alumno interpretará los conceptos básicos de electricidad y magnetismo en el uso de la energía eléctrica a través de la descripción de leyes fundamentales y comprobaciones prácticas, para, determinar el paso la variación de fuerza eléctrica y su paso en un conductor. Temas Saber Saber hacer Ser 1. Materia y carga eléctrica Enunciar los conceptos de materia, carga eléctrica, conservación de la carga, aislantes, semiconductores y superconductores. Determinar la variación de la fuerza eléctrica en un sistema de cargas en función de sus distancias Explicar los efectos entre las cargas eléctricas mediante la aplicación de la ley de Coulomb

3 Temas Saber Saber hacer Ser 2. Campo Eléctrico 3. Campo Magnético y electromagneti smo Explicar el concepto de campo eléctrico en un cuerpo con carga. Diferenciar los conceptos de potencial eléctrico y diferencia de potencial. Definir el concepto de corriente eléctrica. Enunciar los conceptos de magnetismo, fuerza magnética, densidad de flujo, permeabilidad e inducción electromagnética. Explicar el fenómeno de inducción electromagnética mediante la aplicación de las leyes de Ampere, Faraday y Lenz. Comprobar el fenómeno de potencial y diferencia de potencial mediante la medición de estos parámetros en un elemento o circuito eléctrico utilizando multímetro. Comprobar el fenómeno del campo eléctrico mediante la medición de la corriente eléctrica a través de un conductor empleando un amperímetro de gancho. Determinar el paso de la corriente eléctrica en un conductor mediante la medición del magnetismo generado empleando un galvanómetro. Comprobar el fenómeno de inducción electromagnética aplicando la ley de Faraday en un circuito magnético.

4 PROCESO DE EVALUACIÓN Resultado de aprendizaje Elaborar un reporte de ejercicios que incluya: 1. Solución a problemas de aplicación de las leyes de Coulomb, Ampere, Faraday y Lenz. 2. Lista de mediciones de potencia, diferencia de potencial y corriente eléctrica. Secuencia de aprendizaje 1. Comprender los conceptos de: Materia, carga, campo eléctrico, campo magnético y electromagnetismo. 2. Comprender la diferencia entre potencial eléctrico y diferencia de potencial. 3. Analiza y resolver problemas de aplicación de leyes. 4. Comprender el procedimiento para realizar la medición parámetros a través de instrumentos como multímetro y amperímetro de gancho. Instrumentos y tipos de reactivos Ejercicios prácticos Lista de cotejo

5 PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Tarea de investigación Equipos Colaborativo Prácticas demostrativas Medios y materiales didácticos Material Impreso Internet Equipo didáctico de fenómenos eléctricos y magnéticos Equipo de medición Videos ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

6 UNIDADES DE APRENDIZAJE 6. Unidad de aprendizaje II. Circuitos Eléctricos 7. Horas Teóricas 8 8. Horas Prácticas Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje El alumno resolverá circuitos eléctricos aplicando las leyes y teoremas básicos de análisis de circuitos eléctricos, para determinar los valores de voltaje, corriente y potencia en CA y CD. Temas Saber Saber hacer Ser 1. Circuitos Resistivos Definir los conceptos de conductividad y resistividad, voltaje, corriente y potencia. Explicar la ley de Ohm. Explicar las leyes de Kirchhoff en nodos y trayectorias cerradas. Obtener el valor de una resistencia aplicando el código de colores. Determinar la resistencia equivalente en circuitos serie y paralelo. Determinar las variaciones de voltaje en un circuito serie aplicando el divisor de voltaje. Determinar las variaciones de corriente en un circuito paralelo aplicando el divisor de corriente. Verificar los valores de resistencia, voltaje y corriente en un circuito resistivo mediante la medición física empleando un multímetro.

7 Temas Saber Saber hacer Ser 2. Circuitos Inductivos y Capacitivo s. Definir los conceptos de capacitancia, inductancia, impedancia, reactancia inductiva y reactancia capacitiva. Describir el procedimiento para calcular la capacitancia, inductancia, impedancia, reactancia inductiva y reactancia capacitiva. Calcular la capacitancia equivalente en circuitos serie y paralelo. Calcular la inductancia equivalente en circuitos serie y paralelo. Calcular la impedancia equivalente en un circuito RLC aplicando el concepto de reactancia 3. Circuitos Elementale s de CA y CD Identificar las diferencias entre las fuentes de alimentación de CA y CD, enunciando sus características correspondientes. Explicar la aplicación de las leyes de Thevenin y Norton en un circuito eléctrico (R,RL,RC, RLC). Comprobar los valores equivalentes de capacitancia e inductancia en circuitos serie y paralelo. Ilustrar mediante una gráfica las características principales de una señal eléctrica de CA.

8 PROCESO DE EVALUACIÓN Resultado de aprendizaje Integrar un reporte que contenga: 1. Solución a problemas de aplicación de las Leyes de Ohm y Kirchhoff en circuitos serie y paralelo. 2. Ejercicios de cálculo de resistencia, capacitancia e inductancia equivalente en circuitos serie y/o paralelo. 3. Relación de mediciones de resistencia, capacitancia, inductancia, voltaje y corriente en circuitos serie y paralelo de CA y CD. Instrumentos y tipos Secuencia de aprendizaje de reactivos 1. Identificar los conceptos: Ejercicios prácticos Conductividad, resistividad, Lista de cotejo voltaje, corriente y potencia. 2. Comprender la Ley de Ohm y leyes de Kirchhoff. 3. Analizar el funcionamiento de un Divisor de Corriente y Voltaje. 4. Identificar los conceptos de capacitancia, inductancia, impedancia y reactancia. 5. Comprender los Teoremas de Thevenin y Norton.

9 PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Tarea de investigación Equipos Colaborativos Prácticas demostrativas Medios y materiales didácticos Material Impreso Internet tablilla Resistencias Capacitores Bobinas Fuentes de Alimentación CA y CD Equipo de medición ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

10 UNIDADES DE APRENDIZAJE 11. Unidad de aprendizaje III. Mediciones Eléctricas. 12. Horas Teóricas Horas Prácticas Horas Totales Objetivo de la Unidad de Aprendizaje El alumno realizará medición de señales eléctricas empleando el equipo adecuado en función de las variables a medir para identificar las características de las diferentes señales. Temas Saber Saber hacer Ser 1. Conceptos básicos 2. Instrumentos de medición Definir los conceptos precisión, exactitud, error, rango, histéresis. Identificar las unidades de medida de las variables eléctricas, así como los prefijos y sufijos que se emplean adjuntos a las unidades base. Describir las partes y características de los instrumentos de medición. Establecer los ajustes físicos en los instrumentos de medición (multímetro, amperímetro) en función de la variable a medir.

11 Temas Saber Saber hacer Ser 3. Medición de variables eléctricas Explicar los conceptos de frecuencia, periodo, amplitud y velocidad angular de una señal eléctrica. Realizar la medición de voltaje, corriente y resistencia en circuitos serie y paralelo empleando un multímetro. Interpretar la frecuencia, periodo, amplitud y velocidad angular de una señal eléctrica. Demostrar los efectos de un capacitor y un inductor usando el osciloscopio. Identificar las características de las diferentes señales eléctricas (senoidal, triangular, cuadrada, rampa) empleando el osciloscopio y generador de funciones.

12 PROCESO DE EVALUACIÓN Resultado de aprendizaje Elaborar un reporte de ejercicios de medición que contenga: 1. Relación de los resultados de medición de variables eléctricas en un circuito eléctricoelectrónico. 2. Caracterización gráfica de una señal eléctrica indicando todas sus características. Secuencia de aprendizaje 1. Comprender los conceptos básicos de mediciones eléctricas. 2. Identificar y reconocer cada una de las partes y características de los instrumentos de medición. 3. Analizar las características de una señal eléctrica. Instrumentos y tipos de reactivos Ejercicios prácticos Lista de cotejo 4. Medición física de variables eléctricas

13 PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Métodos y técnicas de enseñanza Tarea de investigación Equipos Colaborativos Prácticas demostrativas Medios y materiales didácticos Material Impreso Internet tablilla Resistencias Capacitores Bobinas Fuentes de Alimentación CA y CD Equipo de medición ESPACIO FORMATIVO Aula Laboratorio / Taller Empresa X

14 CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA Capacidad Establecer las especificaciones y características de los equipos a través de un levantamiento en campo para determinar la carga instalada del sistema Determinar el consumo energético con base en mediciones y análisis de información histórica para estimar pérdidas de energía Proponer acciones que conlleven a eficientar el consumo energético considerando los estándares de eficiencia, cumpliendo los requerimientos de la organización, de acuerdo a la normatividad y políticas aplicables, así como los catálogos de fabricantes y especificaciones de tecnologías emergentes para asegurar la eficiencia energética. Criterios de Desempeño Elabora un inventario que contenga las siguientes especificaciones técnicas de los equipos electro-mecánicos: 1.- Parámetros de operación: Voltaje, Potencia, Factor de potencia, eficiencia y condiciones de operación, entre otros. 2.- Características de limpieza, tiempo de uso, localización, ambiente de trabajo. 3.- Diagrama esquemático que muestre la configuración del sistema, fuentes de suministro, líneas de distribución y cargas instaladas. Elabora un reporte técnico que contenga la siguiente información: 1.- Datos históricos, análisis estadístico, gráficas de tendencias y proyección de consumo energético. 2.- Pérdidas de energía Elabora propuesta que incluya: Cuadro comparativo resaltando las deficiencias energéticas a corregir o mejorar especificaciones técnicas de equipo, análisis costo, condiciones de configuración y operación.

15 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial Villalobos, O. G. y Jiménez, G. A Física III. Electricidad y Magnetismo. México México Instituto Tecnológico Nacional EE.UU. EE.UU. Mc. Graw Hill Tippens, P.E Física. Conceptos y aplicaciones. Gettys, E. W Electromagnetismo EE.UU. EE.UU. Mc. Graw Hill y Keller, F.J. White, H. E Física Moderna. EE.UU. EE.UU. Limusa Hayt, W. H Teoría Georgia EE.UU. Mc. Graw Hill electromagnética.