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ELECTROTECNIA

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Introducción

La Electrotecnia estudia las aplicaciones técnicas de la electricidad con fines industriales, científicos, etc. así como las leyes de los fenómenos eléctricos.

La finalidad de la Electrotecnia es la de proporcionar aprendizajes relevantes que propicien un desarrollo posterior, abriéndosele al alumno un gran abanico de posibilidades en múltiples opciones de formación más especializada, lo que confiere a esta materia un elevado valor propedéutico. En este sentido, cumple el doble propósito de servir como formación de base, tanto para aquellos alumnos que decidan orientar su vida profesional por el camino de los ciclos formativos, como para los que elijan la vía universitaria encaminada a determinadas ingenierías. Como ciencia aplicada, posee un valor formativo relevante, al integrar y poner en función conocimientos procedentes de disciplinas científicas de naturaleza más abstracta y especulativa.

El campo disciplinar 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, las técnicas de cálculo y medida de magnitudes en ellos, y los medios para conseguir un uso seguro de la conversión electromecánica de la energía.

Esta materia se configura a partir de tres grandes campos del conocimiento y la experiencia:

1. Los conceptos y leyes científicas que explican los fenómenos físicos que tienen lugar en los dispositivos eléctricos.

2. Los elementos con los que se componen circuitos y aparatos eléctricos y su disposición y conexiones características.

3. Las técnicas de análisis, cálculo y predicción del comportamiento de circuitos y dispositivos eléctricos.

Objetivos

1. Conocer la constitución de la materia y su relación con la generación y propagación de fenómenos electromagnéticos.

2. Explicar el funcionamiento de los dispositivos eléctricos sencillos, y señalar los principios y leyes físicas que los fundamentan.

3. Seleccionar y conectar correctamente distintos componentes para formar un circuito que responda a una finalidad predeterminada.

4. Calcular el valor de las principales magnitudes de un circuito eléctrico, en corriente continua y alterna, compuesto por elementos discretos en régimen permanente.

5. Analizar e interpretar esquemas y planos de instalaciones y equipos eléctricos característicos, e identificar la función de un elemento o grupo funcional de elementos en un conjunto.

6. Seleccionar e interpretar información adecuada para plantear y valorar soluciones, en el ámbito de la electrotecnia, a problemas técnicos comunes.

7. Elegir y conectar el aparato adecuado para medir una magnitud eléctrica, estimar anticipadamente su orden de magnitud y valorar el grado de precisión que exige el caso.

8. Expresar las soluciones a un problema con el nivel de precisión coherente con el de las diversas magnitudes que intervienen en él.

9. Conocer los medios y recursos para asegurar la protección de personas frente a accidentes derivados del uso de la energía eléctrica.

10. Conocer los principios de protección de equipos, máquinas e instalaciones que eviten o limiten su deterioro.

Contenidos

1. Conceptos y fenómenos eléctricos. Circuitos en corriente continua.

Magnitudes y unidades eléctricas. Campo electrostático. Diferencia de potencial. Fuerza electromotriz. Corriente continua. Pilas y acumuladores. Intensidad y densidad de corriente. Ley de Ohm. Resistencia. Conductancia. Condensador. Carga y descarga. Capacidad de un condensador. Energía y potencia. 

Efecto Joule.

Carácterísticas e identificación de resistencias y condensadores. 

Análisis de circuitos en corriente continua (c.c.). Leyes y procedimientos. Acoplamiento de componentes. Divisores de tensión e intensidad.

2. Conceptos y fenómenos electromagnéticos.

Imanes. Intensidad del campo magnético. Inducción y flujo magnético. Momento magnético. Campos y fuerzas magnéticas creados por corrientes eléctricas. Fuerza sobre una corriente en un campo magnético.

Propiedades magnéticas de la materia. Permeabilidad. Magnetización. Ciclo de histéresis. Circuito magnético. Fuerza magnetomotriz. Reluctancia. Ley de Ohm de los circuitos magnéticos.

Inducción electromagnética. Leyes de Faraday y Lenz. Autoinducción e inducción mutua.

3. Circuitos eléctricos en corriente alterna.

Características de la corriente alterna (c.a.). Magnitudes senoidales. Efectos de la resistencia, autoinducción y capacidad en c.a. Reactancia. Impedancia. Variación de la impedancia con la frecuencia. Representación gráfica.

Análisis de circuitos de corriente alterna monofásicos. Leyes y procedimientos. Circuitos simples. Factor de potencia. Acoplamientos. Resonancias serie y paralelo.

Potencia en c.a. monofásica: instantánea, activa, reactiva y aparente. Mejora del factor de potencia. Representación gráfica.

Sistemas polifásicos. Generación. Acoplamiento. Tipos. Potencias. Mejora del factor de Potencia.

Semiconductores. Códigos. Identificación. Diodos, transistores, tiristores. Valores característicos y su comprobación. Curvas características. Amplificadores operacionales. Características. Operadores lógicos. Tipos. Circuitos electronicos básicos. Rectificadores. Filtros. Amplificadores. Multivibradores. Fuentes de alimentación. Circuitos básicos de control de potencia y de tiempo.

4. Máquinas eléctricas.

Transformadores. Funcionamiento. Constitución. Pérdidas. Rendimiento. Aplicaciones.

Generadores y Motores de c.c. Funcionamiento. Inducido. Excitación. Conmutación. Reacción del inducido. Tipos de excitación. Pares electromagnéticos, resistente y motor. Sentido de rotación. Arranque e inversión de marcha en motores. Ensayos básicos.

Alternadores. Constitución. Tipos. Funcionamiento.

Motores de c.a. Motores trifásicos. Motores monofásicos. Funcionamiento. Tipos. Conexionado. Arranque e inversión del sentido de giro. Ensayos básicos.

5. Medidas electrotécnicas.

Medidas en circuitos de c.c. Medida de magnitudes de c.c. Errores. Instrumentos. Medidas de aislamiento. Procedimientos de medida.

Medidas en circuitos de c.a. Medida de magnitudes en c.a. monofásica y trifásica. Instrumentos. Procedimientos de medida.

Medidas en circuitos electrónicos. Medida de las magnitudes básicas. Instrumentos. Procedimientos de medida.

6. Seguridad de las personas en las instalaciones eléctricas.

Introducción a las instalaciones domésticas e industriales en baja tensión. Distribución de energía eléctrica. Instalaciones de enlace. Instalaciones interiores. 

Efectos de la corriente eléctrica sobre el ser humano. Tensión de contacto. Protecciones clase A. Protecciones clase B. Puesta a tierra de las masas. Interruptores diferenciales. Puesta a neutro de las masas. Dispositivos de corte adecuados.

7. Introducción a la protección de máquinas y equipos eléctricos.

Sobrecargas y cortocircuitos. Criterios generales de protección. Fusibles. Clases. Relés térmicos. Relés electromagnéticos. Curvas de operación. Interruptores automáticos. Criterios básicos de protección de líneas. Principios de la protección de motores.

Criterios de evaluación

1. 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.

2. Seleccionar elementos o componentes de valor adecuado y conectarlos correctamente para formar un circuito, característico y sencillo.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Interpretar las especificaciones técnicas de un elemento o dispositivo eléctrico y determinar de ellas las magnitudes principales de su comportamiento en condiciones nominales.

8. Medir las magnitudes básicas de un circuito eléctrico, y seleccionar para ello el aparato de medida adecuado, conectarlo correctamente y elegir la escala óptima.

9. Interpretar las medidas efectuadas sobre circuitos eléctricos o sobre sus componentes para verificar su correcto funcionamiento, localizar averías e identificar sus posibles causas.

10. Explicar cualitativamente los posibles riesgos sufridos por las personas o maquinas bajo el efecto de la corriente eléctrica, y conocer los medios para evitarlos o disminuirlos.