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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD: COORDINACIÓN: ACADEMIA LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y CONTROL DEPARTAMENTO: CIENCIAS APLICADAS

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA CLAVE: IRLA SEMESTRE: 5° CRÉDITOS: 4 VIGENTE: JULIO 2000 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICO - PRÁCTICA MODALIDAD: Escolarizada XXX Abierta .

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURAS ANTECEDENTES: Electromagnetismo y Óptica y Métodos Matemáticos de la Ingeniería. ASIGNATURAS COLATERALES: Electricidad y Electrónica Industrial. ASIGNATURAS CONSECUENTES: Sistemas de Control, Instrumentación y Control Industrial.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Al término del curso el alumno aplicará conocimientos y habilidades teórico-prácticas fundamentales para diseñar, analizar y operar circuitos y sistemas eléctricos con el estudio de conceptos básicos, investigaciones de campo y manipulando equipos e instrumentos existentes en la academia conformando así un conjunto de experiencias que permitan contribuir al ahorro de la energía eléctrica y a la mejor explotación de los elementos eléctricos o electrónicos.

TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: 36 H/SEMESTRE: 36 H/SEMANA: 2 H/TEORÍA/SEMESTRE: 18 H/PRÁCTICA/SEMESTRE: 18

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y CONTROL REVISADO POR: JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL APROBADO POR: C.T.C.E. PRESIDENTE

ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ

AUTORIZADO POR: COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL C.G.C. DEL IPN




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_______________ ___________ _ ___ CLAVE: _ IRLA______ _______________________________________________________________ _ __________ HOJA: 2 DE 16 .

FUNDAMENTACIÓN

Para generar, distribuir y consumir energía eléctrica es necesario realizar una concatenación lógica y compleja de conceptos, tipos de cargas, normas nacionales e internacionales y conexiones. Esto se logra mediante la actuación conjunta de plantas generadoras, líneas de distribución, subestaciones eléctricas, elementos de control y sistemas de protección. El programa de estudio contempla el análisis de las plantas generadoras, líneas de alta, mediana y baja tensión, subestaciones, circuitos de uso residencial e industrial. Con el uso de dispositivos e instrumentos de laboratorio el alumno simula diversos casos reales para desarrollar alternativas que los hagan más eficientes. Para determinar las características deseables de un sistema eléctrico, es decir considerando alimentación y carga, es necesario el estudio teórico-práctico de los sistemas trifásicos, bifásicos y monofásicos. Así también un desarrollo completo y comparativo de cargas resistivas, resistivo-inductivas, resistivo-capacitivas en cuanto a la potencia demandada. La comprobación de conceptos teóricos se logra al conectar físicamente diversos circuitos. Con la ayuda de generadores, instrumentos de mediciones, computadoras y software se hacen mediciones y simulaciones. Se comparan resultados y se proponen ajustes para mejorar circuitos. El profesor presenta el análisis resumido de los diferentes tópicos teóricamente y los relaciona con problemas industriales, con el apoyo de pizarrón, videos, acetatos, software y visitas a industrias. Los alumnos adquieren la destreza y conocimientos para analizar, diseñar y poner en operación diversos circuitos y proponer los ajustes necesarios para elevar su eficiencia. Los conocimientos adquiridos de ésta asignatura tendrán una aplicación práctica inmediata hacia circuitos básicos en residencia, taller, microempresa o industria.




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 3 DE 16 . No. UNIDAD I NOMBRE INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Al término de la unidad el alumno • Identificará las habilidades para analizar y operar medidores de tensión, corriente y resistencia.

HORAS

No. TEMA

T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA T P EC CLAVE BIBLIOGRAFÍA

1.1

1.1.1 1.1.2 1.1.3

1.2

1.2.1 1.2.2

1.3

1.3.1 1.3.2 1.3.3

Introducción Plantas generadoras Líneas de transmisión Subestaciones Fuentes de corriente directa Pilas Acumuladores Voltaje, corriente y resistencia Vóltmetro Ampérmetro Multímetro

• Exposición del tema por parte del profesor

estructurando y presentando ejemplos y casos ilustrativos

• Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante

MATERIAL DIDÁCTICO

• Pizarrón y gis • Libros, apuntes y problemarios • Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso

1

1

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1B 4B 6C




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 4 DE 16 . No. UNIDAD II NOMBRE VOLTAJES PICO A PICO Y FRECUENCIA

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Comprobará y comparará los voltajes eficaces y pico a pico, así como las características de frecuencia en señales eléctricas periódicas con el uso del

osciloscopio.

HORAS

No. TEMA





2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3

Osciloscopio Descripción y operación de controles Procedimientos para medir voltajes pico y período Funciones periódicas Características básicas Medición de voltaje alterno, señales cuadradas y triangulares Determinación de valores eficaces y frecuencia

• Exposición del tema por parte del profesor,

estructurando y presentando ejemplos y casos ilustrativos.

• Análisis, mediciones y solución de ejercicios por parte del estudiante.

MATERIAL DIDÁCTICO

• Pizarrón y gis • Libros, manuales y videos • Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso

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1B 2B 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ _ __ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 5 DE 16 . No. UNIDAD III NOMBRE CARGAS RESISTIVAS, RESISTIVO-INDUCTIVAS Y RESISTIVO CAPACITIVAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Interpretará las diferencias entre cargas eléctricas a partir de mediciones y cálculos de: defasamientos, reactancias e impedancias.

HORAS




No. TEMA


3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.3 3.4

Impedancia Resistencia, inductancia y capacitancia Características de cargas industriales R-L y R-C Determinación de las curvas de voltaje y corriente al variar frecuencia en cargas R-L y R-C Medición del defasamiento entre voltajes en circuitos serie R-L y R-C Cálculo de impedancias Caso práctico




MATERIAL DIDÁCTICO


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3

1B 2B 4B 6C




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ CLAVE: IRLA . ___ _ HOJA: 6 DE 16 . No. UNIDAD IV NOMBRE MÉTODOS PARA MEDICIÓN Y CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Conocerá y aplicará métodos para hacer un uso eficiente de la energía eléctrica al medir triángulos de potencia y corregir el f.p.

HORAS

No. TEMA


4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

Wattmetro y ampérmetro de gancho medición del triángulo de potencias en carga resistiva Medición del triángulo de potencias de una carga Industrial tipo R-L Métodos para corregir f.p. Capacitores en paralelo Cargas resistivas Motores síncronos




MATERIAL DIDÁCTICO


2

2

3

1B 2B 4B 6C 9C




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 7 DE 16 . No. UNIDAD V NOMBRE SECUENCIA DE FASES Y DESBALANCEO DE CARGAS TRIFÁSICAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Comprobará que la secuencia de fases influye en la rotación de motores y conocerá los efectos que provocan las cargas balanceadas y la forma de

corregirlos para el mejor aprovechamiento del abastecimiento de energía eléctrica.

HORAS

No. TEMA





5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 5.3

Secuencia de fases Medición del defasamiento de voltajes de línea Motor trifásico en secuencia ABC Motor trifásico en secuencia CBA Conexión estrella balanceada y desbalanceada Conexión delta balanceada y desbalanceada




MATERIAL DIDÁCTICO


1

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3

1B 3B 6C 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . _ ___ _ HOJA: 8 DE 16 . No. UNIDAD VI NOMBRE SUBESTACIONES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Interpretará los diagramas unifilares de distribución eléctrica y conocerá físicamente subestaciones de diferente tipo para determinar la idónea en empresas

o industrias de mediano o gran consumo de energía.




HORAS No.

TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA T P EC CLAVE

BIBLIOGRAFÍA

6.1 6.1.1 6.1.2 6.2 6.2.1 6.2.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3

Diagrama unifilar Elaboración y análisis Comparación de diagramas Clasificación de subestaciones Visita de estudio a subestación de intemperie Subestación en interior Elementos básicos Sistema de medición Elementos de conexión Protecciones y tierras




MATERIAL DIDÁCTICO


2

2

3

3B 9C 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 9 DE 16 . No. UNIDAD VII NOMBRE TRANSFORMADORES DE POTENCIA ELÉCTRICA





Al término de la unidad el alumno • Analizará los componentes de un transformador. • Identificará los diferentes tipos y establecerá la regulación y eficiencia a partir de la medición de voltajes, corrientes y potencia, considerando pérdidas y

fórmulas correspondientes.

HORAS

No. TEMA


7.1 7.1.1 7.1..2 7.2 7.2.1 7.2.2 7.3 7.3.1 7.3.2

Transformador básico Núcleo y devanados Relación de espiras Medición de voltajes, corrientes y potencias primaria y secundaria. Determinación de eficiencia y regulación Análisis de pérdidas Aplicaciones Distribución de energía Aparatos industriales y domésticos




MATERIAL DIDÁCTICO


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1

2

1B 2B 4B 6C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 10 DE 16 . No. UNIDAD VIII




NOMBRE RECTIFICACIÓN


Al término de la unidad el alumno • Identificará componentes, analizará y construirá circuitos básicos de rectificación y filtrado para la generación de corriente directa y su aplicación en equipos

industriales y residenciales.

HORAS

No. TEMA


8.1 8.1.1 8.1.2 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.3 8.3.1 8.3.2

Rectificación Diodo rectificador Polarización inversa y directa Circuitos básicos Media onda Onda completa Puente Regulación y filtrado Circuitos reguladores Circuitos de filtrado




MATERIAL DIDÁCTICO


2

2

3

1B 5C 7C 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 11 DE 16 .




No. UNIDAD IX NOMBRE TÉCNICAS DE CONTROL PARA MOTORES TRIFÁSICOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Aplicará el control para arranque, paro y protección de motores industriales para uso en cargas medianas o grandes y establecerá los criterios para la

operación y mantenimiento de los mismos.

HORAS

No. TEMA


9.1 9.1.1 9.1.2 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.3

Componentes básicos Circuito de control Circuito de fuerza Conexión y desconexión Control a dos y tres hilos Reversible Estrella-delta Operación y mantenimiento




MATERIAL DIDÁCTICO


1

1

2

3B 6C 10C 8C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 12 DE 16




. No. UNIDAD X NOMBRE COMPUERTAS LÓGICAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará las características básicas de compuertas electrónicas básicas y su aplicación en circuitos de control industrial.

HORAS

No. TEMA


10.1 10.1.1 10.1.2 10.2 10.2.1 10.2.2

Compuertas AND, OR, INVERSOR, NAND y NOR Tablas de verdad y ecuación Booleana Comprobación práctica Minimización Teoremas básicos Comprobación práctica




MATERIAL DIDÁCTICO


2

2

3

7C 8C 9C 10C




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 5 DE 16 . No. UNIDAD XI NOMBRE CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará y comprobará las aplicaciones de circuitos lógicos combinacionales utilizados en control de sistemas eléctricos y circuitos electrónicos.

HORAS

No. TEMA


11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.2

Circuitos aritméticos Sumadores Codificadores Decodificadores Aplicaciones




MATERIAL DIDÁCTICO


1

1

3

5C 7C 8C 9C 10C




ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ _ HOJA: 5 DE 16 . No. UNIDAD XII NOMBRE CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Aplicará y comprobará las aplicaciones de circuitos lógicos secuenciales utilizados en control de sistemas eléctricos y circuitos electrónicos.

HORAS

No. TEMA





12.1 12.2 12.3 12.3.1 12.3.2

Flip-flop Registros Displays Ánodo común Cátodo común




MATERIAL DIDÁCTICO


2

2

3

5C 6C 7C 8C 9C 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ CLAVE: IRLA . ___ _ HOJA: 15 DE 16 .

RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRÁCT.

No. NOMBRE DE LA PRÁCTICA RELACIÓN

UNIDADES TEMÁTICAS DURACIÓN PRÁCTICA

HORAS LUGAR DE

REALIZACIÓN




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

INSTRUMENTOS PARA MEDICIONES OSCILOSCOPIO FRECUENCIA Y DEFASAMIENTO POTENCIA Y CORRECCIÓN DEL F.P. CARGAS DELTA Y ESTRELLA SUBESTACIONES TRANSFORMADORES FUENTES DE CORRIENTE DIRECTA MOTORES TRIFÁSICOS COMPUERTAS BÁSICAS CIRCUITOS COMBINACIONALES CIRCUITOS SECUENCIALES

I II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

LABORATORIO

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . ___ _ HOJA: 16 DE 16 .

PERIODO

UNIDADES TEMÁTICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN




1° Departamental

2°

Departamental

3° Departamental

I, II, III, y IV

V, VI, VIII y VIII

IX, X, XI y XII

Examen escrito Teórico-Práctica 80% Participación en aula y actividades extraclase 20% Examen escrito Teórico-Práctica 80% Participación en aula y actividades extraclase 20% Examen escrito Teórico-Práctica 80% Participación en aula y actividades extraclase 20%

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

X X X X

X X X X X X

Principios de Electricidad y Electrónica Industrial. Autor: Cuellar/Cano Ed. Spanta. Lugar y Fecha: México, D.F., 2000, p.p. 228. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos de Corriente Alterna. Autor: Kerchner-Cococoran Ed. Cecsa. Lugar y Fecha: México, D.F., 1995, p.p. 99. Electricidad 1-2. Autor: Harry Mileaf Ed. Limusa. Lugar y Fecha: México, D.F., 1996, p.p. 1020. Electrónica Industrial. Autor: ster Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289. Circuitos Eléctricos. Autor: Edminister Ed. Mc Graw-Hill. Lugar y Fecha: México, D.F., 1998, p.p. 289.

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