ELECTROTÉCNIA
| Código | Plan | Tipo | Curso/s | Cuatrim. | Créditos | |||||
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| Teóric. | Práctic. | Clínic. | Problem. | Total | ECTS | |||||
| Curso/s: 0 = Complementos de formación; P = Proyecto fin de carrera; El 1er curso de una titulación de solo 2º ciclo será 1º Tipo de asignatura: Tr = Troncal; Ob = Obligatoria; Op = Optativa; Le = Libre Elección | ||||||||||
| 0701295 | 1973 | Ob | 2º | Anual | 9.00 | 6.00 | 0.00 | 0.00 | 15.00 | 9.60 |
| Idiomas | Español, | |||||||||
| Campus | LEON |
|---|---|
| Centro | ESCUELA DE INGENIERIAS INDUSTRIAL E INFORMATICA |
| Titulación | Ingeniero Técnico Industrial |
| Departamento |
Ingeniería Eléctrica y de Sistemas y Automática |
| Area |
Ingeniería Eléctrica |
| Nombre de la asignatura en inglés: | ELECTRICAL ENGINEERING |
| Contenido | ESPECIALIDAD MECÁNICA: Asignatura anual, troncal, consta de 3 horas semanales de teoría y 2 de prácticas. Se imparte en el Título de Ingeniero Técnico Industrial, Especialidad Mecánica. Tiene por objeto esencial el conocimiento de las propiedades y del comportamiento general de los circuitos eléctricos (en régimen permanente y transitorio) y de los transformadores (monofásicos y trifásicos). Se apoya sobre leyes de Electrostática, Electrocinética, Magnetismo y Electromagnetismo. Se enuncian un cierto número de leyes generales, de teorías, de métodos de razonamiento a disposición de los que tienen la misión de construir máquinas, de realizar instalaciones eléctricas o de explorar unas y otras. Se puede considerar, por lo tanto, una materia básica y es innecesario poner de relieve su importancia en la preparación de los estudiantes de ingeniería, que van a dedicarse a las más diversas actividades tecnológicas. La rápida evolución de la ciencia actual, está provocando una tremenda expansión de las aplicaciones de la electricidad en todas las ramas de la técnica. Se toma conciencia de este desarrollo, se comprende que el ingeniero se va a enfrentar continuamente con nuevos problemas interdisciplinares y para abordarlos con éxito debe poseer unos conocimientos precisos de las materias fundamentales que aplique. |
| Contenido en inglés | MECHANICAL: To analyse electric circuits of direct current, alternate current, three-phase current and transitories systems of first and second order. To work with the transformers and their equivalent circuits. To obtain the basic knowledge for later courses. Circuits analysis. Methods. Attributes and theorems. Permanet alternate current. Transitoru current analysis: First and second order circuits. Three-phases systems: Balanced and unbalanced systems. Measure of power. The transformers: single-phase. Measure. Three-phase. Equivalents circuits. |
| Profesorado | ||||
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| Apellidos/Nombre | Situación | Teoría | Práctica | |
| ESTEBAN SERRANO LLAMAS | esteban.serrano@unileon.es | Responsable | SI | SI |
| Tutorías: Lunes 9:30 - 11:30 Martes 10:00 - 12:00 Miércoles 9:00 - 11:00 | ||||
| PABLO JOSÉ ZAPICO GUTIÉRREZ | pablo.zapico@unileon.es | Colaborador | NO | SI |
| PABLO JOSÉ ZAPICO GUTIÉRREZ | pablo.zapico@unileon.es | Resp. Suplente | SI | SI |
| Información Académica |
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| Objetivos de la asignatura |
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TEORÍA El estudio de los Circuitos se va ha entender como el conjunto de técnicas cuyos objetivos son servir de base para la formación de Ingenieros Técnicos Industriales y debe considerar los siguientes aspectos: Conocer el comportamiento de los elementos activos y pasivos que conforman los circuitos lineales eléctricos. Conocer y aplicar los principales métodos de resolución de circuitos monofásicos y trifásicos. El análisis de circuitos donde se manifiesten fenómenos de tipo electrocinético (de conducción o desplazamiento), con exclusión de los fenómenos de radiación electromagnética. La síntesis (o diseño) de circuitos analógicos (con elementos pasivos y/o activos), cuyo objetivo sea obtener el tratamiento de una señal eléctrica de entrada, para obtener, a través de una función de red, una salida con unas características determinadas. Estudiar la constitución, fundamento, características y funcionamiento de los transformadores monofásicos y trifásicos. Resolver problemas de transformadores monofásicos y trifásicos. En cierto sentido puede considerarse una particularización de la Teoría de Sistemas, que estudia modelos matemáticos de estructuras formadas por componentes o subsistemas de la más variada índole. La formación en este campo permitiría al Ingeniero Técnico Industrial en Mecánica desenvolverse con soltura en instalaciones que tienen líneas trifásicas y entre los equipos que necesitan de la energía eléctrica para su funcionamiento. Además, los transformadores son parte esencial en todo sistema eléctrico, por lo cual se debe conocer su funcionamiento, y, muy especialmente, los modelos asociados. PRÁCTICAS Los objetivos de las sesiones de prácticas son los siguientes: Comprobar experimentalmente los conocimientos adquiridos en la teoría, y aplicarlos a la resolución de problemas reales. Fomentar algunas habilidades y actitudes en los alumnos, tales como la capacidad de comunicación en el plan técnico, creatividad, búsqueda de información, curiosidad, capacidad de trabajo en equipo, espíritu crítico, etc. Familiarizarse con los componentes y los aparatos de laboratorio con los que el alumno se encontrará en su actividad profesional. |
| Programa temario |
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PROGRAMA DE TEORÍA UNIDAD TEMÁTICA I: Análisis de circuitos TEMA 1. Conceptos y elementos de los circuitos. Magnitudes Electromagnéticas. El circuito eléctrico. Dipolos, referencias de polaridad. Leyes de Kirchhoff. Clasificaciones de los circuitos. Problemas básicos de la Teoría de Circuitos. Elementos ideales, ecuaciones de definición (Resistencia. Condensador. Bobina. Bobinas acopladas magnéticamente. Transformador ideal. Generador de tensión. Generador de intensidad. Generadores dependientes). Elementos reales. Circuitos equivalentes y características. (Resistencia. Condensador. Bobina. Bobinas acopladas. Generador de tensión. Generador de intensidad). Impedancia y admitancia operacionales. TEMA 2. Energía y Potencia en los elementos de los circuitos. Energía y potencia en los dipolos. Energía y potencia en los cuadripolos. Energía y potencia en los elementos de los circuitos. (Resistencia. Condensador. Bobina. Bobinas acopladas magnéticamente. Transformador ideal. Generador de tensión. Generador de intensidad.). Elementos activos y pasivos. TEMA 3. Topología de redes. Definiciones relativas a la topología de los circuitos. Número de ecuaciones independientes. Elección de las ecuaciones nodales (Método de los grupos de corte básicos. Método de los nudos). Elección de las ecuaciones circulares. (Método de los lazos básicos. Método de las mallas). Ramas activas. Rama genérica.. TEMA 4. Métodos de análisis de circuitos. Conversión de fuentes. Modificación de la geometría de un circuito (generador ideal de intensidad, generador ideal de tensión). Forma matricial de las relaciones entre tensiones e intensidades de rama. Matrices de caracterización de grafos orientados (ramas-nudos, tensión de nudos-tensión de rama, ramas-cortes básicos, tensión de corte-tensión de rama, ramas-mallas, corrientes de malla-corrientes de rama, ramas-lazos básicos, corrientes lazos básicos-corrientes rama) Análisis mediante ecuaciones circulares. (Método de las mallas). Análisis mediante ecuaciones nodales (Método de los nudos). Análisis de circuitos con fuentes dependientes. TEMA 5. Propiedades y teoremas de los circuitos. Dualidad (magnitudes, elementos, configuraciones, circuitos, proposiciones). Equivalencia de las configuraciones estrella y triángulo. Linealidad (Teorema de multiplicación por una constante. Teorema de superposición). Regla de sustitución (Enunciado y demostración. Teorema de Miller. Teorema de compensación). Teorema de Thévenin. Teorema de Norton. TEMA 6. Circuitos en régimen estacionario senoidal. Repaso de las propiedades y valores asociados a las formas de onda senoidal. Determinación del régimen estacionario senoidal por el método de los coeficientes indeterminados. Determinación del régimen estacionario senoidal por el método de magnitudes complejas. Conclusiones. Similitudes formales de las ecuaciones en función del operador D y de j. Repaso de conceptos en corriente alterna. (Respuesta senoidal de los elementos pasivos básicos. Impedancia y admitancia complejas. Immitancias. Forma binómica de las immitancia. Resistencia y reactancia. Conductancia y susceptancia. Diagramas vectoriales. Energía y potencia). TEMA 7. Técnicas y teoremas aplicados al régimen estacionario senoidal. Técnicas generales de análisis de circuitos en el régimen estacionario senoidal (Análisis por nudos. Análisis por mallas). Teoremas generales en régimen estacionario senoidal (Teorema de superposición. Regla de sustitución. Teorema de compensación. Teoremas de Thévenin y Norton. Teorema de máxima transferencia de potencia). Resonancia. Frecuencia de resonancia. (Resonancia en serie. Resonancia en paralelo). UNIDAD TEMÁTICA II: Análisis en régimen transitorio TEMA 8. Circuitos de primer orden. Generalidades. Ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes constantes de primer orden. Circuitos sin fuentes de excitación. Respuestas a entrada cero (Ecuación diferencial de este tipo de circuitos. Forma de la solución general. Constante de tiempo). Circuitos con fuentes de excitación y elementos sin carga inicial. Respuesta a estado inicial cero (Ecuación diferencial de este tipo de circuitos. Solución general de la homogénea. Solución particular de la ecuación completa. Caso de fuentes de excitación de c.c. Caso de fuentes de excitación senoidales. Otras fuentes de excitación). Circuitos con fuentes de excitación y elementos con carga inicial. Respuesta completa (Aplicaciones del principio de superposición). Circuitos equivalentes de bobinas y condensadores cargados. Circuitos con varias bobinas o varios condensadores. TEMA 9. Circuitos de segundo orden. Generalidades. Ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes constantes de segundo orden. Respuesta a entrada cero de un circuito RLC paralelo (Ecuación diferencial y ecuación característica del circuito. Coeficiente de amortiguamiento. Pulsación de resonancia. Circuito sobreamortiguado. Circuito amortiguado críticamente. Circuito subamortiguado. Circuito con amortiguamiento nulo o sin pérdidas Localización de las frecuencias complejas en el plano complejo). Respuesta a entrada cero de un circuito RLC serie. Circuitos con dos elementos almacenadores de energía del mismo tipo. Respuesta a estado cero. Excitación por fuentes y por cargas iniciales. Respuesta completa. Circuitos de segundo orden con más de una incógnita independiente. UNIDAD TEMÁTICA III: Sistemas trifásicos TEMA 10. Sistemas polifásicos. Definición. Clasificación de los sistemas polifásicos. Clasificación de los sistemas polifásicos. Sistemas equilibrados. Representación vectorial. Secuencia de fases. Conexión en estrella y en polígono. TEMA 11. Circuitos trifásicos equilibrados y desequilibrados. Introducción. Sistema trifásico en estrella a cuatro hilos. Sistema trifásico en estrella a tres hilos. Expresiones de conversión de cargas trifásicas. Sistema trifásico en triángulo. Sistema en estrella de cuatro patas. Potencia en un sistema trifásico. TEMA 12. Medida de la potencia en sistemas trifásicos. Determinación de la secuencia de fases en sistemas trifásicos. Medida de la potencia activa en los sistemas trifásicos (Sistema trifásico con hilo neutro. Sistema trifásico sin hilo neutro. Sistema trifásico sin acceso a neutro ni a fases. Método de los dos vatímetros). Medida de la potencia reactiva en los sistemas trifásicos (Sistema trifásico equilibrado. Sistema trifásico sin hilo neutro y desequilibrado en cargas). UNIDAD TEMÁTICA IV: Transformadores TEMA 13. Transformadores Monofásicos. Introducción. Fundamento y magnitudes características. El transformador ideal (Circuito equivalente). El transformador con núcleo ideal (Circuito equivalente). El transformador con núcleo lineal (Circuito equivalente). El transformador real (Circuito equivalente). Características nominales. Reducción de un devanado al otro (Cálculo de las magnitudes reflejadas. Circuito equivalente y diagrama vectorial del transformador reducido al primario). Curvas características de los transformadores. Ensayos en los transformadores (Ensayo en vacío, pérdidas en el hierro. Ensayo en cortocircuito, pérdidas en el cobre). Caída de tensión. Pérdidas y rendimiento. Rendimiento máximo.. Autotransformadores (Ventajas e incovenientes). Transformadores de medida y protección (Transformadores de intensidad y de tensión). TEMA 14. Transformadores Trifásicos. Bancos trifásicos a base de transformadores monofásicos. Transformadores trifásicos de columnas. Teoría de los transformadores trifásicos en régimen equilibrado (Reducción al caso de transformadores monofásicos. Circuitos equivalentes). Ensayos (Ensayo en vacío, pérdidas en el hierro. Ensayo en cortocircuito, pérdidas en el cobre). PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO INTRODUCCIÓN PRÁCTICA 0. Descripción general de la mesa de prácticas y material a utilizar. BLOQUE I: Análisis de circuitos PRÁCTICA 1. Contrastación de un voltímetro. PRÁCTICA 2. Contrastación de un amperímetro. PRÁCTICA 3. Contrastación de un vatímetro. PRÁCTICA 4. Verificación de un contador de energía monofásico. BLOQUE II: Corriente alterna monofásica senoidal PRÁCTICA 5. Medida y representación de magnitudes eléctricas en corriente alterna. PRÁCTICA 6. Diseño de un circuito RL (receptor industrial). PRÁCTICA 7. Corrección del factor de potencia en un circuito RL. Medidas en un circuito RLC serie. PRÁCTICA 8. Diseño y medidas en un circuito RLC paralelo resonante. BLOQUE III: Sistemas trifásicos PRÁCTICA 9. Medidas en sistemas trifásicos con analizadores de energía. PRÁCTICA 10. Determinación de la secuencia de fases en un sistema trifásico. PRÁCTICA 11. Medida de potencias activas y reactivas en sistemas trifásicos con cargas equilibradas. PRÁCTICA 12. Medida de potencias activas y reactivas en sistemas trifásicos con cargas desequilibradas. BLOQUE IV: Transformadores PRÁCTICA 13. Determinación de terminales correspondientes en transformadores. PRÁCTICA 14. Visualización del ciclo de histéresis del núcleo de un transformador. PRÁCTICA 15. Ensayos en un transformador monofásico. PRÁCTICA 16. Ensayos en un transformador trifásico. |
| Metodología Docente |
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CLASES DE TEORÍA En las clases teóricas se exponen los contenidos del programa. Será el mismo profesor el que imparta la teoría y los problemas. Se utilizará la clase magistral con ciertos matices: intentar que el alumno participe por medio de cuestiones y preguntas planteadas, anécdotas, etc. En las clases de teoría se harán numerosos ejemplos prácticos, de poca extensión, que sirvan de apoyo a los nuevos conceptos teóricos. CLASES DE PROBLEMAS En las clases de problemas se resuelven ejercicios de suficiente complejidad. No es conveniente el plantear simplemente la resolución, sino que se realizarán todos los pasos en la pizarra, especialmente cuando no se ha hecho ningún otro problema parecido. De vez en cuando se puede pedir algún voluntario (o escoger un alumno aleatoriamente) para que resuelva el problema en la pizarra. En este caso el profesor guiará al alumno por el camino adecuado y el resto de la clase intentará a su vez resolver el problema por su cuenta. Esta es una buena oportunidad para que el profesor conozca hasta qué punto los alumnos han asimilado la materia, y para tomar, en consecuencia, las medidas oportunas. Se resolverán en la pizarra varios problemas correspondientes a exámenes que se hayan realizado en las convocatorias anteriores. Al finalizar el problema se repasan brevemente los distintos pasos que se han seguido para su resolución. Es interesante proponer ejercicios para que los alumnos hagan por su cuenta, bien de forma individual o en grupo, unos (los más interesantes o los que presenten más dudas a los alumnos) se pueden resolver en clases posteriores, en estos casos es imprescindible las horas de tutoría. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Se realizarán grupos de pocos alumnos para poder realizar mejor las prácticas. Los alumnos tendrán unas fichas en forma de fotocopias con la práctica que se vaya a realizar con la suficiente antelación. En primer lugar el profesor explicará, por bloques, las bases teóricas y la descripción de las practicas a los alumnos. Posteriormente los alumnos pasarán a las mesas de trabajo donde realizarán los montajes y tomarán nota de los resultados. Finalmente los alumnos realizarán una recopilación de los resultados de las prácticas, y además elaborarán una memoria con todo lo realizado. Las memorias serán revisadas por el profesor, y en caso de que existan errores graves, se devolverán indicando las correcciones que tiene que realizar, para que luego la vuelva a entregar corregida. El profesor atenderá cuantas dudas aparezcan durante la realización de las prácticas. Se indicarán las precauciones que tienen que tomar los alumnos para no sufrir ningún accidente, o dañar los aparatos del laboratorio. |
| Procedimientos de Evaluación y criterios de corrección de exámenes |
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TEORÍA Se realizará un examen parcial (escrito) en el mes de Febrero/Marzo con los contenidos de las Unidades Temáticas I y II. Se realizará un examen final (escrito) en el mes de Junio con los contenidos de las cuatro Unidades Temáticas. Los alumnos que hayan superado el examen parcial, no tendrán que examinarse en Junio de las Unidades Temáticas I y II. Se realizarán exámenes finales en Septiembre y Febrero. Los alumnos tendrán que examinarse de toda la materia. Cada uno de los exámenes tendrá una parte de problemas y una parte de cuestiones. Los problemas tendrán un peso de 2/3 de todo el examen y las cuestiones 1/3. Para aprobar cada examen será necesario obtener 5 puntos sobre 10. PRÁCTICAS Habrá que realizar todas las prácticas programadas. La evaluación de las prácticas será continua, realizándose preguntas (de forma oral) a los alumnos en las asistencias de las clases prácticas y teniendo que desarrollar una memoria de cada una de las prácticas que posteriormente se puntuará (las memorias puntuadas con menos de 5 puntos habrá que repetirlas). Para superar la asignatura habrá que aprobar la parte de teoría y la de prácticas. |
| Otras actividades a desarrollar |
| Bibliografía recomendada |
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UNIDAD TEMÁTICA I: Análisis de circuitos - PARRA PRIETO, V. y otros. Teoría de Circuitos. UNED, 1990. - EDMINISTER, J.A. Circuitos eléctricos. McGraw-Hill. (Schaum). Madrid, 1997. UNIDAD TEMÁTICA II: Análisis en régimen transitorio - PARRA PRIETO, V. y otros. Teoría de Circuitos (Tomos I y II). UNED, 1990. - SCOTT, D.E. Introducción al análisis de circuitos: un enfoque sistemático. McGraw-Hill. Madrid, 1988. UNIDAD TEMÁTICA III: Sistemas trifásicos - PARRA PRIETO, V. y otros. Teoría de Circuitos. UNED, 1990. - FRAILE MORA, J. Problemas de Electrotecnia (Tomo II). Servicio de Publicaciones E.T.S.I. Telecomunicación. Madrid, 1986. UNIDAD TEMÁTICA IV: Transformadores - SANJURJO NAVARRO, R. Máquinas Eléctricas. MacGraw-Hill. Madrid, 1989. - RAS OLIVA, E. Transformadores de potencia, de medida y protección. Marcombo. Barcelona, 1985. - CORTÉS, M. Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas (tomo II). Editores técnicos asociados. Barcelona, 1994. - FRAILE MORA, J. Problemas de Electrotecnia (Tomo II). Servicio de Publicaciones E.T.S.I. Telecomunicación. Madrid, 1986. |
| Bibliografía adicional |
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UNIDAD TEMÁTICA I: Análisis de circuitos - BALBANIAN, N.; BICKART, T.A.; SESHU, S. Teoría de redes eléctricas. Ed. Reverté, S.A. Barcelona, 1996. - HUBERT, CH.I. Circuitos eléctricos c.a./c.c. Enfoque integrado. McGraw-Hill. México, 1985. - FOGIEL, M. y otros, The electric circuits problem solver. REA (Staff of Research and Education Association). New York, 1988. - GÓMEZ EXPÓSITO, A. Problemas resueltos de Teoria de Circuitos. Paraninfo. Madrid, 1994. - VALKENBURG, M.E. Análisis de redes. Limusa. México,1980. UNIDAD TEMÁTICA II: Análisis en régimen transitorio - EDMINISTER, J.A. Circuitos eléctricos (Teoría y 350 Problemas resueltos). McGraw-Hill. (Schaum). México, 1970. - HUBERT, CH.I. Circuitos eléctricos c.a./c.c. Enfoque integrado. McGraw-Hill. México, 1985. - RAS OLIVA, E. Teoría de circuitos: Fundamentos. Marcombo. Tercera edición. Barcelona, 1985. UNIDAD TEMÁTICA III: Sistemas trifásicos - EDMINISTER, J.A. Circuitos eléctricos (Teoría y 350 Problemas resueltos). McGraw-Hill. (Schaum). México, 1970. - EGUILUZ MORAN, L.I. Pruebas objetivas de Ingeniería Eléctrica. Ed. Alhambra, S.A.. Madrid, 1986. - HERRANZ ACERO, G. Convertidores electromecánicos de energía. Marcombo. Boixareu Editores. Barcelona, 1980. - HUBERT, CH.I. Circuitos eléctricos c.a./c.c. Enfoque integrado. McGraw-Hill. México, 1985. UNIDAD TEMÁTICA IV: Transformadores - CHAPMAN, S. Máquinas eléctricas. Ed. McGraw-Hill. Bogotá (Colombia), 1993. - HERRANZ ACERO, G. Convertidores electromecánicos de energía. Marcombo. Boixareu Editores. Barcelona, 1980. - ORTEGA JIMÉNEZ, J., PASTOR GUTIÉRREZ, A.. Electrotecnia General (Máquinas eléctricas). E.T.S.I.I. de Madrid, 1981. - PALACIOS BREGEL, J. Electrotecnia. Serv. Publicaciones E.U.I.T.I. de Madrid. Madrid, 1988. |
| Enlaces de interés |
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http://www.rediris.es http://www.idae.es http://www.ceisp.com http://www.omel.es http://www.edc-ven.com/03e/index.html http://www.electricoweb.com http://members.tripod.com/simplemotor http://www.voltimum.es http://bdd.unizar.es http://www.afme.es http://www.endesa.es http://www.iberdrola.com http://www.unionfenosa.com http://www.viesgo.com http://www.miguelezcable.com http://www.pirelli.es |
| Fecha ultima modificación: 25/05/2010 |