Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología Dirección Nacional de Educación Técnico-Profesional y Ocupacional TTP / Automotores Módulo / Fundamentos de electricidad y electrónica Aprobado por Res. 190/02 CFCyE
Presentación El módulo Fundamentos de Electricidad y de Electrónica tiene carácter introductorio al Trayecto Técnico Profesional en Automotores y junto a los módulos Tecnología de la Representación gráfica y la interpretación de planos, Esfuerzos y tensiones en Mecanismos de Automotores y Materiales y Proceso de Mecanizado forman parte del área modular Tecnología, la que integra capacidades transversales que sirven de base al conjunto de áreas de competencia identificadas en el Perfil Profesional. Por ser un módulo que desarrolla capacidades transversales, es inicial para cualquiera de los tres itinerarios del Trayecto. El ejercicio profesional del Técnico en Automotores requiere del conocimiento de los principios y leyes fundamentales de la electricidad y la electrónica para comprender el funcionamiento, las características y conexiones de los componentes, sistemas e instalaciones de los automotores. Además, en su ejercicio profesional, el Técnico en Automotores requiere para realizar las tareas de detección de fallas, reparaciones, mantenimiento, proyecto, diseño y montaje la interpretación y aplicación de leyes y principios fundamentales de la electricidad y la electrónica permitiéndoles alcanzar a los componentes, sistemas, equipos e instalaciones del automotor las condiciones de operaciones adecuadas a su diseño. La aprehensión del conjunto de normas y leyes fundamentales de la electricidad y la electrónica no logra por si mismas las capacidades profesionales que se traducirán en desempeños competentes, pero construye saberes y desarrolla destrezas que les servirán de base a cada uno de ellos para sus futuros aprendizajes. El presente módulo se perfila como el espacio de construcción de capacidades profesionales consistentes en identificar y analizar la tecnología y el principio de funcionamiento de componentes, de circuitos y sistemas eléctricos y electrónicos del automotor, las que se irán enriqueciendo y articulando con saberes más complejos a lo largo del trayecto y que redundarán en capacidades profesionales. En este módulo se desarrollarán capacidades profesionales relacionadas a la interpretación y aplicación en circuitos de baja complejidad de las leyes y principios fundamentales de la electricidad y electrónica. Además se desarrollarán capacidades que permitan seleccionar, calibrar y operar instrumentos de medición, verificación y control para realizar mediciones sobre circuitos básicos eléctricos y electrónicos. Estas capacidades se irán profundizando a lo largo del Trayecto Técnico Profesional, permitiendo realizar acciones de reparaciones, mantenimiento, proyecto, montaje, etc. La propuesta formativa del módulo (por ser inicial) pretende que el alumno comience a introducirse en el mundo de la técnica, de la electricidad y la electrónica aplicada al automotor, para que pueda descubrir y desarrollar su interés respecto del campo de acción del Técnico en Automotores, comenzando a visualizar alguna de las características de su Perfil Profesional y construyendo una primer imagen de lo que abordarán los demás módulos del Trayecto. Para esto la institución deberá disponer de recursos humanos y materiales promoviendo la participación activa del equipo docente de los distintos módulos, con el fin de crear interrelaciones y unificar criterios para un aprendizaje integral. Las actividades formativas para abordar este espacio debe responder a la implementación de situaciones problemáticas que se resuelvan analíticamente y puedan demostrarse prácticamente en el laboratorio. Para alcanzar las capacidades mencionadas se necesita evidenciar y aplicar en diferentes situaciones las leyes de fundamentos eléctricas y electrónicas. Se deberá contextualizar este espacio formativo a las problemáticas de equipos e instalaciones del automotor. 1. Referencia al perfil profesional Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 2
Las actividades profesionales que propone este módulo están relacionadas con la aplicación de las leyes y principios fundamentales de la electricidad y electrónica en un contexto de aula, taller y laboratorio en circuitos básicos, utilizando herramientas e instrumentos en dichas aplicaciones. Estas actividades son claves en ciertas áreas de competencia del Perfil Profesional de Técnico en Automotores. Este módulo toma como referencia, para la organización del proceso formativo, actividades profesionales incluidas en las áreas de competencia 1, 2, 3, 4, 5 y 6 del perfil profesional. Dentro de éstas áreas, las subáreas de competencia que contienen las actividades mencionadas son las siguientes: 1.1. Proyectar diseñar y calcular componentes y sistemas mecánicos, eléctricos, electromecánicos, electrónicos, neumáticos, oleohidráulicos del automotor. 1.2. Proyectar, diseñar y calcular instalaciones de componentes eléctricos, electrónicos y de control de automatismo. 1.6. Determinar las pruebas, ajustes y ensayos de calidad y fiabilidad y producir la documentación técnica correspondiente al componente, sistema e instalación. 1.7. Administrar la documentación técnica. 2.1. Montar y desmontar componentes, sistemas e instalaciones propias del automotor. 3.1. Realizar la verificación de componentes, sistemas e instalaciones de automotores. 3.2. Gestionar la verificación de automotores. 3.3. Brindar asistencia técnica. 4.1. Operar sistemas e instalaciones mecánicas, eléctricas, electrónicas, hidráulicas y neumáticas. 4.2. Reparar fallas en automotores. 4.3. Aplicar el mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo. 5. Realizar e interpretar ensayos de motores, sistemas e instalaciones del automotor. 6.2. Comercializar componentes del automotor. 6.4. Seleccionar componentes y asesorar en servicios del automotor. La identificación de situaciones problemáticas que debe abordar el técnico en el contexto socioproductivo y con el cual se relacionan las actividades incluidas en estas subáreas de competencia, nos permite enunciar el siguiente problema central en torno al cual se estructura el módulo y da unidad a los contenidos y actividades formativas, buscando desarrollar capacidades profesionales en entornos formativos gestionados por la institución educativa. Problema Central Comprender el funcionamiento, las características y conexiones de los componentes, sistemas e instalaciones de los automotores para realizar las tareas de detección de fallas, reparaciones, mantenimiento, proyecto, diseño y montaje. El proceso de resolución del problema central reorganiza las actividades pertinentes de estas subáreas de competencia y permite conformar la unidad de competencia del módulo. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 3
Unidad de competencia Identificar y aplicar los fundamentos de la electricidad y de la electrónica en circuitos y componentes eléctricos y electrónicos básicos, aplicándolos en el armado de circuitos. Identificar las leyes fundamentales de la electricidad y la electrónica de diferentes componentes. Obtiene las características funcionales de los componentes. Relaciona las características funcionales de los componentes con las leyes fundamentales de la electricidad y electrónica, según corresponda. Define el principio de funcionamiento de los componentes. Define la o las leyes que caracterizan el funcionamiento de los componentes Aplicar las leyes fundamentales de la electricidad y electrónica. Identifica la ley o leyes que intervienen en la problemática a analizar. Determina las variables involucradas en las leyes implicadas en el análisis, las relaciones de proporcionalidad que las vincula y las correspondientes unidades. Obtiene los datos a través de cálculos, uso de tablas, gráficos, etc. o mediante la medición empleando instrumentos adecuados. Obtiene los resultados aplicando las ecuaciones correspondientes. Producir circuitos eléctricos o electrónicos. Analiza la documentación técnica correspondiente identificando los componentes que intervienen en el circuito. Realiza la conexión de los componentes de acuerdo a las especificaciones técnicas, empleando las herramientas, método, técnicas y normas de seguridad adecuadas. Comprueba el funcionamiento de los circuitos realizados. Realiza mediciones sobre los circuitos aplicando el o los instrumentos correspondientes. Alcances y condiciones de la unidad de competencia Alcance Al finalizar este módulo los estudiantes tendrán desarrolladas las capacidades que permiten inferir, en las condiciones de la unidad de competencia, un desempeño competente en el rango de actividades arriba descripto, asumiendo responsabilidades limitadas sobre los resultados de su tarea en el marco de un equipo de trabajo. El alcance de dichas actividades estará limitado a interpretar y aplicar las diferentes leyes de la electricidad y la electrónica en contextos de laboratorios; realizando circuitos, efectuando verificaciones y mediciones de parámetros. en función de instrucciones recibidas. Estas condiciones mencionadas podrán ser trasladas a componentes de automotores de baja complejidad, interpretando de esta manera, el correcto funcionamiento de los mismos y su rango de prestación. Además podrán armar circuitos básicos, eléctricos y electrónicos logrando características de funcionamiento predeterminadas. Asimismo, se alcanzarán competencias que permitirán la interpretación de planos y cirrcuitos de ese nivel. Finalmente se lograrán competencias para operar herramientas en el armado de circuitos e instrumentos de medición. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 4
Condiciones Las actividades de la unidad de competencia se llevan a cabo en contextos laborales caracterizados, entre otros, por: El desarrollo de actividades que involucran el uso de herramientas para la construcción de circuitos eléctricos y electrónicos y el empleo de instrumentos de medición para tal fin. La aplicación de fundamentos eléctricos y electrónicos para comprender el funcionamiento de componentes eléctricos, electrónicos de automotores. El análisis de fallas de componentes eléctricos, electrónicos del automotor. Determinar la interacción de elementos mecánicos y electrónicos. 2. Capacidades El presente módulo plantea como resultado el logro de las capacidades que se identifican en la primera columna del cuadro que se presenta a continuación. La segunda columna propone algunas evidencias que permiten inferir que se han adquirido las capacidades propuestas. Cada equipo docente a cargo del desarrollo del módulo habrá de trabajar, profundizar y ampliar esta propuesta de evidencias en función de las características de los alumnos y el entorno de enseñanza/aprendizaje. Capacidades Interpreta las leyes fundamentales de la electricidad y electrónica. Reconocer el principio de funcionamiento de los componentes eléctricos y electrónicos básico. Operar circuitos eléctricos y electrónicos básicos Operar instrumentos para medir parámetros eléctricos, electrónicos básicos en distintos componentes. Realizar mediciones de parámetros eléctricos y electrónicos sobre distintos componentes. Evaluar los parámetros medidos en los componentes eléctricos y electrónicos. Evidencias Define las leyes en forma oral y/o escrita o a través de ecuaciones matemáticas Relaciona causa y efecto en la aplicación de leyes. Realiza los cálculos pertinentes para determinar magnitudes. Aplica las leyes en el armado de circuitos de baja complejidad.. Identifica los componentes Comprende el principio de funcionamiento de los componentes eléctricos y electrónicos. Relaciona los componentes con sus principales usos tecnológicos en los automotores. Conoce y aplica las normas de seguridad Arma circuitos eléctricos conectando diferentes componentes. Arma circuitos electrónicos conectando diferentes componentes. Conecta componentes. Identifica los instrumentos de medida. Maneja instrumental y herramientas adecuados. Conoce el funcionamiento de los componentes. Interpreta y aplica magnitudes eléctricas. Conoce y aplica las normas de seguridad Analiza e interpreta el comportamiento de los componentes durante las mediciones. Selecciona el instrumento de medida y rangos de valores en las mediciones eléctricas Conoce y aplica las normas de seguridad Interpreta los resultados de mediciones eléctricas y electrónicas en distintos componentes. Analiza resultados Conoce y aplica las normas de seguridad Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 5
Algunas de las formas sugeridas de obtención de dichas evidencias son: Circuitos funcionando dentro de parámetros prefijados. Explicación del funcionamiento de un determinado componente de baja complejidad eléctrico, electrónico Ecuaciones y elección de parámetros correctamente establecidos.. Verificación de fundamentos eléctricos y electrónicos. Confección de diagramas de flujo aplicados al armado de circuitos. 3. Actividades formativas Para desarrollar las capacidades que el módulo plantea y trabajar sobre los contenidos que permiten formarlas, se recomienda organizar actividades formativas tales como: Resolución de situaciones problemáticas en equipos de trabajo. Demostración en laboratorio de fundamentos eléctricos o electrónicos. Análisis de funcionamiento de componentes de automotores. Prácticas y/o ejercicios de situaciones reales de casos. Simulación de las condiciones laborales. Exposición de los trabajos realizados. Actividades formativas relacionadas con otros módulos. Aplicación del método científico. Estas actividades permitirán: Armar circuitos eléctricos de corriente alterna y corriente continua, reconociendo los distintos componentes que intervienen en dichos circuitos. Armar circuitos eléctricos serie, paralelo y mixtos Utilizar las herramientas necesarias para la construcción de circuitos. Incorporar los criterios establecidos en cuanto a la aplicación de normas y métodos. Utilizar, seleccionar y calibrar instrumentos de medición eléctricas y electrónicas. Realizar los cálculos y reducción de unidades sobre aplicaciones de fundamentos de electricidad y electrónica. Confeccionar planos de circuitos eléctricos y electrónicos empleando una simbología adecuada Interpretación de planos para el armado de circuitos eléctricos y electrónicos. Mantener el orden en el espacio de trabajo, como uno de los pilares que garantizará la atención a las CYMAT (Condiciones y Medio Ambiente del Trabajo). Verificación, en laboratorios, de leyes y fundamentos eléctricos y electrónicos. Administrar racionalmente los materiales y el tiempo como modo de garantizar la atención a la productividad (eficiencia y eficacia) de los recursos escasos. Armar y construir fuentes de alimentación y generadores de electricidad de diversos tipos. Comenzar a elaborar las características de su perfil profesional construyendo una primera imagen de lo que podrá abordar en los demás módulos del TTP. 4. Contenidos En este módulo se desarrollan contenidos relacionados con el estudio de los fundamentos de electricidad y electrónica y la construcción de circuitos básicos. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 6
También se abordarán contenidos relacionados con utilización de las herramientas e instrumentos de medición de circuitos. Además se desarrollarán contenidos relacionados a la representación gráfica de circuitos eléctricos y electrónicos. Los contenidos expuestos podrán ser modificados en su secuenciación y profundidad. El docente deberá desarrollar los contenidos del módulo teniendo presente las actividades formativas que desee desarrollar. Los contenidos aquí explicitados no pretenden ser un programa analítico, solo un orientador de los temas que el docente debe considerar necesarios para ser abordados en el transcurso del módulo en el momento que las capacidades a desarrollar y las actividades formativas planteadas para su desarrollo, en los entornos de aprendizajes respectivos, así lo requieran. Estos contenidos podrán organizarse en torno a los siguientes temas generadores: Nociones básicas de electricidad. Leyes básicas de la electricidad. Circuitos eléctricos Circuitos y componentes electrónicos Electromagnetismo. Máquinas de corriente continua y alterna. Mediciones. Normas de seguridad. A modo de orientación para el docente, se presentan en la siguiente tabla una lista de posibles contenidos a desarrollar en cada uno de los temas generadores indicados. Tema general NOCIONES BÁSICAS DE ELECTRICIDAD LEYES BÁSICAS DE LA ELECTRICIDAD Desagregado del tema (Orientador) Teoría atómica Carga eléctrica Diferencia de potencial Corriente eléctrica Fuentes de electricidad Conversión de la energía Potencia y energía eléctrica Conceptos de intensidad, tensión y resistencia. Ley de ohm Leyes de kirchoff Ley de Coulomb Ley y efecto Joule Resolución de circuitos de CC CIRCUITOS ELÉCTRICOS. CIRCUITOS Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS Es importante, para poner al alumno en el espíritu del trayecto, aplicar estos contenidos en componentes del automotor. Circuito serie Circuitos paralelos. Circuitos mixtos. Componentes activos y pasivos Resistores, fotoresistores (LDR), termistores (PTNC) Teoría de los semiconductores. Diodos, rectificadores, zener, de conmutación. Transistores Circuitos integrados. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 7
ELECTROMAGNETÍSMO Junturas PN Fuentes de alimentación Conexión y análisis de circuitos Campo magnético Materiales magnéticos Campo de un conductor Campo en una bobina Electroimán Fuerza electromotriz inducida Generación de corriente eléctrica Principio de motor eléctrico MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA MEDICIONES Tener presente la articulación con los Espacios curriculares de Física y los propios de la modalidad. Generadores Motores eléctricos Constitución Principio de funcionamiento Conexiones Transformadores Aplicación básica a componentes del automotor Instrumentos analógicos y digitales Clasificación de errores Voltímetro Amperímetro Vatímetro Multímetro Osciloscopio NORMAS DE SEGURIDAD Análisis del funcionamiento de cada uno de ellos, como se conectan, como se regulan las escalas y como se utilizan al medir. Aplicarlos a la medición de componentes del automotor. Aplicación de las normas de seguridad en las mediciones. Aplicación de las normas de seguridad al operar componentes e instrumento. NOTA: Este módulo toma como base los contenidos desarrollados en el espacio curricular de Física Los temas expuestos son generadores de contenidos más específicos que serán abordados en su secuenciación y grado de profundidad al integrarse en actividades formativas en el marco de la programación del proceso de enseñanza/aprendizaje Los contenidos aquí explicitados no deben tomarse como unidades temáticas para ser desarrolladas por el docente en el contexto áulico, sino como fundamentos para el desarrollo de capacidades en los alumnos. Debe recordarse que por ser un módulo inicial y de carácter transversal, la continuidad del mismo en los módulos siguientes permitirá profundizar dichos contenidos. 5. Entorno de aprendizaje En el ámbito para el desarrollo de las capacidades antes mencionadas, responde a un espacio donde se encuentren elementos de laboratorio específicos para experimentar los principios y Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 8
leyes pertinentes a este módulo. Deberá existir diferentes elementos de talleres para poder aplicar estas leyes y principios en el área electromecánica. Se deberá contar con pizarra, mesas de trabajo, y bibliografía especifica para abordar la problemática de este módulo. 6. Requisitos El presente módulo es inicial en el trayecto o cualquiera de los itinerarios formativos, por lo tanto los requisitos para su cursado se deben ajustar a las condiciones de acceso según el Acuerdo Marco A-12 7. Carga horaria La duración mínima estimada de referencia para este módulo es de 96 horas reloj. Pudiendo la misma ampliarse a 120 horas reloj, conforme lo establece el Capítulo II. del Documento Base del TTP en Automotores aprobado por Resolución Nº 163/01 del CFCyE. Las Jurisdicciones adoptarán, dentro de este marco, la carga horaria correspondiente. Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología / INET / 9