ELECTROTECNIA

GRADO MEDIO

JUSTIFICACIÓN TEÓRICA DEL CONTENIDOS DEL PROYECTO Y DE SUS ASPECTOS METODOLÓGICOS Y DIDÁCTICOS

CAPACIDADES TERMINALES

ORGANIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTENIDOS DEL MÓDULO

TABLA DE CONTENIDOS

PLANTEAMIENTO DE LA ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD

PLANTEAMIENTO DE LOS TEMAS TRANSVERSALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Equipo de autores:

Alberto Guerrero Fernández.

Orto Sánchez Tejedo.

José Alberto Moreno Sánchez.

Antonio Ortega Megía.

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JUSTIFICACIÓN TEÓRICA DEL CONTENIDOS DEL PROYECTO Y DE SUS ASPECTOS METODOLÓGICOS Y DIDÁCTICOSEl carácter transversal que la Electrotecnia tiene en el Ciclo Formativo de "Equipos e instalaciones electrotécnicas" de grado medio, sirve para articular los conceptos derivados de las ciencias físicas con los métodos de análisis, cálculo y representación gráfica utilizados en los desarrollos de los restantes módulos que conforman el ciclo formativo, tal como se recoge en el currículo.

En este sentido, el libro de texto Electrotecnia da respuesta al módulo homónimo del primer curso del ciclo formativo antes mencionado, de acuerdo con el desarrollo curricular, por lo que la estructura general del libro de texto responde a la metodología recogida en los materiales curriculares de dicho módulo profesional.

A lo largo del libro de texto, los contenidos asumen la riqueza establecida por la Reforma Educativa de la Formación Profesional: procedimientos, conceptos, conocimientos de hecho, principios y actitudes, al tiempo que recorren los diferentes aspectos de la Electrotecnia.

Los procedimientos son la pieza fundamental de cada unidad de trabajo, a través de ellos se posibilita al alumno de lo que tiene que saber hacer directamente relacionado con la Electrotecnia, a la vez que facilita la adquisición de las capacidades terminales que se persiguen con este módulo profesional.

Las actividades de enseñanza-aprendizaje propuestas tienen por objetivo el que el alumno adquiera el como lo tiene que saber hacer a la vez que, de la misma forma que los procedimientos, sirve para afianzar aún más las capacidades terminales.

En ningún momento las actividades son limitativas sino que abren el camino hacia otras que subyacen en el texto y que el equipo educativo debe despertar. En cualquier caso, valores como: solidaridad, conciencia de estar inmerso en un grupo profesional con el que se debe armonizar y compartir, necesario respeto al medio ambiente, etc. son ejes sobre los que se construyen y refuerzan las capacidades terminales.

Al respecto de la metodología, ésta debe ser concretada de forma diferente por el equipo docente de cada centro. No obstante, el texto que se presenta permite y orienta la actividad didáctica hacia una pedagogía constructivista, de manera que el aprendizaje sea la tarea dinámica de un equipo que parte de la realidad con que se encuentra y posibilite la asignación de dicho aprendizaje. En apoyo de estas afirmaciones, se puede aducir la gran cantidad de actividades y procedimientos propuestos.

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CAPACIDADES TERMINALESLas capacidades que los alumnos deben alcanzar al finalizar el módulo son las siguientes:

Analizar los fenómenos eléctricos y electromagnéticos característicos de los circuitos de corriente continua (CC) y de corriente alterna (CA) y aplicar las leyes y teoremas fundamentales en el estudio de dichos circuitos.

Analizar la estructura y características fundamentales de los sistemas eléctricos polifásicos.

Analizar la estructura, principios de funcionamiento y características de las máquinas eléctricas estáticas y rotativas, realizando una clasificación de las mismas.

Realizar con precisión y seguridad las medidas de las magnitudes eléctricas fundamentales (tensión, intensidad, resistencia, potencia, frecuencia,...), utilizando, en cada caso, el instrumento (polímetro, vatímetro, osciloscopio,...) y los elementos auxiliares más apropiados.

Realizar los ensayos básicos característicos de las máquinas eléctricas y rotativas de baja potencia.

Analizar la tipología y características funcionales de los componentes electrónicos analógicos básicos y su aplicación en los circuitos electrónicos.

Analizar funcionalmente los circuitos electrónicos analógicos básicos (rectificadores, filtros, amplificadores,...) y sus aplicaciones más relevantes (fuentes de alimentación, amplificadores de sonido, circuitos básicos de control de potencia, temporizadores,...).

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ORGANIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTENIDOS DEL MÓDULOEl aprendizaje del alumno debe permitir despertar su potencial dormido y utilizarlo con inteligencia e intencionalidad, dando como resultado una intensa actividad basada en la observación, formulación de hipótesis, planteamiento de preguntas, de conocimientos, etc., que le lleven a ser protagonista de su proceso de aprendizaje. El profesor, por su parte, debe actuar como dinamizador y canalizador de dicho proceso, planteando una amplia gama de situaciones que ayuden al alumno a avanzar de lo concreto a lo abstracto. Por todo esto, se debe dar preferencia a que predomine el carácter procedimental sobre el conceptual en el desarrollo general de los contenidos.

El libro recoge, por tanto, actividades de diferentes contextos, que buscan la motivación y la proximidad a los conocimientos previos.

El abanico de estas actividades incluidas en cada una de las diez unidades de trabajo del libro se resumen de la siguiente forma:

Ejercicios de aplicación.

Ejercicios de profundización y refuerzo.

Actividades de enseñanza-aprendizaje.

Autoevaluación.

Debido al carácter eminentemente técnico del módulo, se ha dado importancia a la parte gráfica, introduciendo una gran cantidad de figuras y esquemas. Los esquemas de los circuitos se han incluido de forma escalonada, primero acompañados de un dibujo simplificado del circuito que representa, hasta llegar más tarde a los esquemas con símbolos normalizados. Se incorporan, además, tablas y características de los principales componentes eléctricos, con objeto de que el alumno pueda comparar y elegir el más adecuado para cada aplicación.

Con objeto de simplificar la estructura, cada unidad de trabajo se ha subdividido en apartados y subapartados. Al principio de dichas unidades se describen los contenidos y una breve introducción que permite al alumno fijar cada capítulo en el contexto global de la Electrotecnia y proporcionarle una visión histórica de la misma.

Los conceptos fundamentales se desarrollan con sencillos experimentos de demostración, siempre que ha sido posible, huyendo de largos razonamientos matemáticos, que se han escalonado a lo largo del texto.

Cuando el desarrollo del contenido lo precisa, se insertan ejercicios de aplicación con el fin de facilitar y aclarar aún más la comprensión de los objetivos. Los ejercicios de profundización y refuerzo, insertados al final del desarrollo de los contenidos, permiten consolidar tanto los conceptos como los métodos de cálculo estudiados a lo largo de la unidad de trabajo.

Entre las actividades de enseñanza-aprendizaje, se incluyen aquellas más representativas del tema objeto de estudio, utilizando los materiales habituales.

La autoevaluación, con la que concluye cada unidad de trabajo, proporciona al alumno un instrumento que le permite conocer el rendimiento de su esfuerzo.

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TABLA DE CONTENIDOS

UNIDAD 1: CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELÉCTRICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS

UNIDAD 2: CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE CONTINUA

UNIDAD 3: COMPONENTES ELÉCTRICOS

UNIDAD 4: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

UNIDAD 5: SISTEMAS ELÉCTRICOS TRIFÁSICOS

UNIDAD 6: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS

UNIDAD 7: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS

UNIDAD 8: COMPONENTES ELECTRÓNICOS

UNIDAD 9: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

UNIDAD 10: MEDIDAS ELECTROTÉCNICAS

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UNIDAD 1: CONCEPTOS Y FENÓMENOS ELÉCTRICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS

CONTENIDOS

Conceptos

Naturaleza de la electricidad.

Corriente eléctrica.

Magnitudes eléctricas.

Magnetismo y electromagnetismo. Unidades.

Inducción electromagnética.

Procedimientos

Manejar, montar y medir con los aparatos de medida más usuales.

Escoger la fuente de tensión adecuada a una aplicación.

Calcular las magnitudes magnéticas básicas y sus unidades de medida.

Elaborar conclusiones a partir de experimentos de clase o de laboratorio.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Medición de corriente con el polímetro:

Medir la corriente de un circuito con ayuda de un polímetro.

Medición de tensión con el polímetro:

Medir tensiones en un circuito con ayuda de un polímetro.

Medición de resistencia con el polímetro

Medir la resistencia con un polímetro.

Comprobación de la ley de Ohm:

Realizar el montaje de un circuito sencillo, y medir las tensiones e intensidades, de tal manera que las medidas efectuadas se presenten en tablas y de aquí se pasen a su representación gráfica, analizando los resultados obtenidos y comprobando su validez con los conceptos teóricos.

Generadores electromagnéticos:

Observar los fenómenos electromagnéticos y generar corrientes inducidas comprobando experimentalmente las leyes de Faraday y de Lenz.

El rozamiento magnético (Histéresis).

Experimentar cualitativamente sobre la histéresis de un material.

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UNIDAD 2: CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE CONTINUA

CONTENIDOS

Conceptos

Trabajo y energía eléctrica. Efecto Joule.

Generalización de la Ley de Ohm en circuitos con f.e.m.

Leyes de Kirchhoff.

Métodos de resolución y análisis de circuitos.

Teoremas fundamentales en el análisis de circuitos.

Procedimientos

Calcular las magnitudes eléctricas de un circuito y la relación que existe entre ellas.

Seleccionar el material adecuado para realizar las experiencias.

Dibujar e interpretar esquemas de circuitos eléctricos sencillos.

Resolver problemas sobre las leyes de Kirchhoff.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Aplicaciones de la ley de Ohm.

Aplicar la ley de Ohm con soltura, tanto de forma práctica como de forma numérica.

Manejar los instrumentos de medida.

Circuitos con asociación de resistencias:

Deducir experimentalmente las reglas de asociación de resistencias por aplicación de la ley de Ohm.

Medidas de la FEM y la resistencia interna de un generador:

Medir una magnitud indirectamente.

Diferenciar y manejar los conceptos de fuerza electromotriz y tensión.

Obtener una curva característica y a partir de ella calcular datos de un elemento.

Adaptación de potencia de un generador:

Estudiar la influencia del valor de la resistencia de carga de una fuente de tensión con resistencia interna.

Estudiar la potencia suministrada por una fuente de alimentación en función de su resistencia interna.

Resolución y análisis de circuitos eléctricos:

Resolver circuitos eléctricos aplicando las leyes de Kirchhoff, los métodos y teoremas auxiliares.

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Hallar circuitos equivalentes de otro dado.

Analizar las ventajas y los inconvenientes de cada método.

Estudio del divisor de tensión:

Analizar, teórica y experimentalmente, el concepto de divisor de tensión y el efecto de la resistencia de carga.

Estudiar, experimental y teóricamente, el potenciómetro.

Describir el comportamiento del divisor de tensión con carga y la transferencia de potencia de la fuente de tensión a la resistencia de carga.

Estudio de los circuitos-puente:

Estudiar el puente de Wheatstone. Aspectos teóricos prácticos. Comparación de resistencias.

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UNIDAD 3: COMPONENTES ELÉCTRICOS

CONTENIDOS

Conceptos

Resistencia de conductores.

Variación de la resistencia con la temperatura.

Densidad de corriente.

Fusibles.

Condensadores. Proceso de carga y descarga

Inductancia.

Pilas galvánicas.

Acumuladores.

Procedimientos

Analizar la influencia de la temperatura en la resistencia de un conductor.

Elegir el tipo de fusible adecuado.

Analizar el proceso de carga y descarga de un condensador.

Analizar los elementos constitutivos de un acumulador y de una pila galvánica.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Pérdida de tensión y carga máxima de una línea de conducción:

Manejar tablas y normas de instalaciones eléctricas.

Calcular las características más interesantes de una línea de conducción.

Función del relé en el circuito eléctrico:

Construir un circuito de mando con relé según esquema.

Analizar la posición de los contactos de conexión de un relé.

Describir la función de un relé en un circuito sin automantenimiento.

Propiedades de los condensadores:

Estudiar el comportamiento del condensador en la conexión y desconexión en un circuito de corriente continua.

Diferenciar el comportamiento de los condensadores en los circuitos de corriente continua y corriente alterna.

Analizar el efecto de la capacidad y la resistencia de un circuito RC en corriente continua.

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Característica de la carga y descarga de un condensador:

Construir el circuito para el registro de las características de carga y descarga del condensador.

Registrar los valores medidos en una tabla y representarlos en una gráfica.

Describir la función de un condensador en un circuito de corriente continua.

Carga y descarga de un condensador (II). Medida de la constante de tiempo de un circuito RC:

Utilizar el osciloscopio para visualizar la carga y descarga de un condensador y medir la constante de tiempo de un circuito.

Adquirir las destrezas necesarias para realizar medidas de tiempos periódicos con el osciloscopio.

Comportamiento de la bobina en tensiones continua y alterna:

Analizar el distinto comportamiento de una bobina con corriente continua y en corriente alterna.

Inductancia:

Poner de manifiesto las propiedades de las bobinas.

Observar los fenómenos debidos a las bobinas en los circuitos.

Manejar el osciloscopio para visualizar los fenómenos de la autoinducción.

Analizar las analogías y diferencia de los fenómenos de conexión y desconexión en una bobina con los de carga y descarga de un condensador.

Medida de la constante de tiempo de circuito RL:

tilizar el osciloscopio para visualizar los fenómenos de conexión y desconexión de una autoinducción y medir la constante de tiempo de un circuito.

Adquirir las destrezas necesarias para realizar medidas de tiempos periódicos con el osciloscopio.

Analizar las analogías y diferencias con la carga y descarga del condensador.

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UNIDAD 4: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

CONTENIDOS

Conceptos

Corriente alterna. Valores instantáneos y valores efectivos.

Conceptos trigonométricos.

Cálculo vectorial.

Representación de magnitudes sinuosidades por vectores rotativos o fasores.

Impedancia.

Circuitos de corriente alterna con un elemento pasivo.

Circuitos en serie con varios elementos.

Circuitos en paralelo.

Circuitos RLC en conexión mixta.

Circuitos oscilantes.

Corrección del factor de potencia.

Procedimientos

Analizar los fenómenos eléctricos y electromagnéticos de los circuitos eléctricos en corriente alterna.

Aplicar las leyes y teoremas fundamentales en el estudio de dichos circuitos.

Realizar con precisión y seguridad las medidas de las magnitudes eléctricas de la corriente alterna.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Reactancia capacitiva:

Analizar la influencia de la frecuencia en la reactancia capacitiva.

Medir la capacidad de un condensador.

Impedancia de una bobina. Reactancia inductiva:

Analizar la influencia de la frecuencia en la impedancia de una bobina.

Separar los efectos óhmicos y reactivos de una bobina.

Medir la autoinducción de una bobina.

Circuitos RC en corriente alterna:

Analizar la influencia de la frecuencia en las tensiones parciales.

Calcular la impedancia y el desfase en función de la frecuencia.

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Realizar la representación gráfica de una familia curvas de características.

Impedancia de un circuito RLC en serie:

Realizar cálculos gráficos de circuitos.

Comprobar el resultado gráfico con los valores medios.

Circuito RC en paralelo:

Calcular la impedancia de un condensador en función de la frecuencia.

Analizar la influencia de la frecuencia en la impedancia.

Estudiar las corrientes del circuito.

Medir desfases con los osciloscopios.

Comprobar el resultado gráfico con los valores medidos.

Circuito oscilante en serie:

Analizar la corriente y la impedancia para un circuito oscilante RLC.

Determinar la frecuencia de resonancia.

Estudiar las tensiones de resonancia.

Circuito oscilante en paralelo:

Analizar la influencia de la frecuencia en la impedancia del circuito.

Estudiar las corrientes en resonancia.

Medir la capacidad de un condensador.

Medir la autoinducción de una bobina.

Determinar la frecuencia de resonancia.

Contrastar la frecuencia de resonancia teórica con la experimental.

Filtros pasivos:

Analizar distintos tipos de filtros, determinando su frecuencia de corte.

Clasificar los tipos de filtros.

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UNIDAD 5: SISTEMAS ELÉCTRICOS TRIFÁSICOS

CONTENIDOS

Conceptos

Corrientes alternas trifásicas. Características.

Conexión de receptores en sistemas trifásicos.

Conexión de receptores en estrella.

Conexión de receptores en triángulo.

Observaciones a los montajes en estrella y en triángulo.

Potencias en los sistemas trifásicos.

Magnitudes, unidades y fórmulas eléctricas de los sistemas trifásicos.

Medidas en sistemas trifásicos.

Procedimientos

Analizar la estructura y características fundamentales de los sistemas eléctricos trifásicos.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Conexión de resistores en montaje en estrella equilibrado sin conductor neutro conectado:

Montar una conexión en estrella con resistores, conforme al esquema eléctrico.

Medir las corrientes de línea y las tensiones y corrientes de fase.

Calcular las potencias de fase y total del sistema trifásico.

Conexión de resistores en montaje en estrella equilibrado con conductor neutro conectado:

Montar una conexión en estrella con resistores, conforme al esquema eléctrico.

Medir las corrientes de línea y las tensiones y corrientes de fase.

Calcular las potencias de fase y total del sistema trifásico.

Conexión de resistores en montaje en estrella con carga no equilibrada:

Montar una conexión en estrella no equilibrada de resistores, conforme al esquema eléctrico.

Medir las corrientes de línea y las tensiones y corrientes de fase.

Determinar la tensión entre el punto neutro y el conductor neutro.

Medir la corriente en el conductor neutro.

Calcular las potencias de fase y total del sistema trifásico.

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Conexión en triángulo de resistores en sistemas trifásicos:

Montar una conexión en triángulo equilibrada de resistores, conforme al esquema eléctrico.

Medir las corrientes de línea y las tensiones y corrientes de fase de una conexión en triángulo equilibrada y desequilibrada.

Calcular las potencias de fase y total de la conexión en ambos casos.

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UNIDAD 6: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS

CONTENIDOS

Conceptos

Definición, clasificación y función de los transformadores.

Constitución de los transformadores.

Principio de funcionamiento del transformador sin carga.

Diagrama vectorial, relación de transformación y potencia del transformador sin carga.

Principio de funcionamiento del transformador con carga.

Relación de transformación en carga.

Diagrama vectorial del transformador en carga.

Pérdidas de energía en el transformador.

Rendimiento del transformador.

Tensión y corriente de cortocircuito de un transformador.

Transformadores trifásicos.

Banco trifásico y transformador trifásico.

Grupos de conexión.

Relación de transformación trifásica.

Potencia y rendimiento de un transformados trifásico.

Acoplamiento en paralelo de transformadores.

Índice horario de transformadores trifásicos.

Procedimientos

Analizar la estructura, principio de funcionamiento y características de las máquinas eléctricas estáticas, realizando una clasificación de las mismas.

Realizar los ensayos básicos y característicos de las máquinas eléctricas estáticas de baja potencia.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Análisis del comportamiento del transformador monofásico en vacío y en carga:

Describir la relación entre las tensiones y el número de espiras de las bobinas en un transformador en vacío.

Explicar la relación entre las corrientes y el número de espiras de las bobinas en un transformador con carga.

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Identificación de la tensión de cortocircuito y corriente de cortocircuito permanente en un transformador monofásico:

Establecer las conexiones para la determinación de la tensión y corriente de cortocircuito en un transformador monofásico.

Determinar la tensión de cortocircuito en un transformador monofásico.

Calcular la corriente de cortocircuito permanente con relación a la corriente nominal del secundario y tensión de cortocircuito.

Análisis del comportamiento del transformador trifásico con conexión estrella-estrella Y y O:

Montar un transformador trifásico en conexión estrella-estrella.

Medir las corrientes primarias y tensiones secundarias con carga bifásica.

Medir las corrientes primarias y tensiones secundarias con carga monofásica.

Medir el ángulo de la fase entre las tensiones primarias y secundarias.

Análisis del comportamiento del transformador trifásico con conexión estrella-triángulo Y d 5:

Montar un transformador trifásico en conexión estrella-triángulo Y de 5

Medir las corrientes primarias y tensiones secundarias del transformador en vacío y con carga bifásica.

Medir el desplazamiento de fase entre las tensiones primarias y secundarias.

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UNIDAD 7: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS

CONTENIDOS

Conceptos

Definición y clasificación de las máquinas eléctricas rotativas.

Constitución general de las máquinas eléctricas rotativas.

Principios de funcionamiento de los generadores electromagnéticos.

Arrollamientos del inducido.

Polos y excitación de las máquinas de corriente continua.

Línea neutra en vacío y en carga.

Curvas características de funcionamiento de los generadores de corriente continua.

Características de los motores de corriente continua.

Curvas características de funcionamiento de los motores de corriente continua.

Balance energético de un motor de corriente continua.

Relación entre caballo de vapor, par y velocidad de un motor de corriente continua.

Pérdidas y rendimiento en las máquinas eléctricas.

Máquinas eléctricas de corriente alterna rotativas.

Características de funcionamiento de los motores de inducción.

Ecuaciones del par motor e intensidad del rotor en función del deslizamiento.

Motor de inducción con rotor de alta resistencia.

Motor de inducción con rotor devanado.

Motor con doble jaula de ardilla.

Balance energético, rendimiento, deslizamiento y factor de potencia de un motor de inducción.

Alternadores.

Construcción de un alternador.

Fuerza electromotriz de un alternador.

Fundamento del alternador trifásico.

Motores monofásicos.

Procedimientos

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Analizar la estructura, principio de funcionamiento y características de las máquinas eléctricas rotativas realizando una clasificación de las mismas.

Realizar los ensayos básicos y característicos de las máquinas eléctricas rotativas de baja potencia.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Análisis de un motor de inducción trifásico con rotor en jaula de ardilla:

Conectar y arrancar el motor en estrella y en triángulo.

Invertir el sentido de giro del motor.

Conectar un inversor de sentido de giro.

Determinar la relación entre la tensión de línea y de fase en la conexión en estrella.

Determinar la conexión correcta del motor de acuerdo con la tensión indicada en la placa de características.

Análisis de las características de un motor de inducción trifásico con rotor en jaula de ardilla y con conexión estrella y triángulo:

Conectar y arrancar el motor en estrella y en triángulo.

Determinar el par nominal del motor a partir de los datos de la placa característica.

Medir la corriente de arranque del motor en conexión estrella y en conexión triángulo.

Conectar un conmutador de arranque estrella-triángulo reversible.

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UNIDAD 8: COMPONENTES ELECTRÓNICOS

CONTENIDOS

Conceptos

Resistores lineales fijos.

Resistores variables.

Resistores ajustables.

Resistores no lineales.

Condensadores.

Bobinas.

Semiconductores.

El amplificador operacional.

Procedimientos

Analizar la tipología y características funcionales de los componentes electrónicos analógicos básicos y su aplicación en los circuitos electrónicos.

Realizar con precisión y seguridad las medidas de las magnitudes eléctricas fundamentales, utilizando en cada caso el instrumento y los elementos auxiliares más apropiados.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Resistores:

Describir los distintos tipos de resistores que aparecen en los circuitos, para su reconocimiento e identificación.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Manejar los catálogos técnicos de los fabricantes.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

Condensadores:

Reconocer e identificar los distintos tipos de condensadores que aparecen en los circuitos.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en las distintas medidas.

Comprobación de diodos:

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Describir algunos tipos de cápsulas en las que se integran los diodos para su reconocimiento e identificación.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos y, a partir de las medidas, concluir sobre el estado del diodo.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

Transistores bipolares:

Identificar los distintos tipos de encapsuladores de transistores que aparecen en los circuitos, para su identificación y comprobación.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en las distintas medidas.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

Transistores unipolares:

Obtener las curvas características de un transistor unipolar FET de canal N.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados y construir un circuito.

Interpretar los valores obtenidos en el experimento.

Tiristores:

Describir el comportamiento de los tiristores, tanto en continua como en alterna, realizando ensayos que permitan comprobar su funcionamiento.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Triac y diac:

Establecer mediante montajes prácticos el funcionamiento de los diac y triac.

Contrastar los valores con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Amplificador operacional:

Probar el funcionamiento de un circuito, empleando en el montaje un amplificador operacional.

Reconocer y seleccionar adecuadamente los distintos componentes que forman los circuitos, realizando la conexión del esquema propuesto, utilizando un circuito integrado.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos, analizando los oscilogramas obtenidos.

Soldadura blanda:

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Describir los distintos tipos de herramientas necesarias y el proceso para la realización de una soldadura blanda.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados, interpretando los esquemas de montaje.

Seleccionar y emplear correctamente las herramientas.

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UNIDAD 9: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

CONTENIDOS

Conceptos

Rectificadores.

Fuentes de alimentación.

Amplificadores.

Multivibradores.

Principios de electrónica digital.

Procedimientos

Analizar funcionalmente los circuitos electrónicos analógicos básicos y sus aplicaciones más relevantes.

Realizar con precisión y seguridad las medidas de las magnitudes eléctricas fundamentales utilizando, en cada caso, los elementos auxiliares apropiados.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Precauciones al manipular circuitos electrónicos:

Actuar siguiendo las precauciones debidas al manipular dispositivos electrónicos.

Distinguir en los embalajes los símbolos que indican precaución contra las descargas electrostáticas.

Interpretar información técnica en otro idioma.

Manejar los catálogos técnicos de diversos fabricantes.

Interpretar las indicaciones que aparecen en objetos domésticos.

Rectificación monofásica:

Analizar el funcionamiento de circuitos rectificadores monofásicos, en medida y en doble onda.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

Rectificación trifásica:

Analizar el funcionamiento de circuitos rectificadores trifásicos, en medida y en doble onda.

Determinar las características de los distintos tipos de rectificadores trifásicos.

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Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Multiplicadores de tensión:

Analizar el funcionamiento de circuitos multiplicadores de tensión.

Fuentes de alimentación:

Describir dos circuitos integrados muy extendidos.

Asociar los componentes con sus símbolos normalizados.

Amplificadores:

Comprobar el funcionamiento de los circuitos amplificadores con componentes discretos y con circuitos integrados.

Interpretar planos de montaje de sistemas sencillos de audio.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

Análisis de circuitos multivibradores:

Describir el empleo de circuitos integrados muy extendidos.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Diseñar y montar circuitos generadores de ondas según las especificaciones dadas.

Principios digitales:

Comprobar prácticamente los principios de la electrónica digital.

Identificar los terminales de los circuitos digitales integrados.

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UNIDAD 10: MEDIDAS ELECTROTÉCNICAS

CONTENIDOS

Conceptos

Medida: concepto, errores y expresión.

Cualidades de los aparatos de medida.

Simbología utilizada en los aparatos de medida.

Instrumentos de medida en electrotecnia. Clase y tipología de los instrumentos.

Medidas de magnitudes eléctricas en corriente continua.

El polímetro.

El osciloscopio.

El vatímetro.

La pinza voltoamperimétrica.

Procedimientos

Realizar con precisión y seguridad las medidas de las magnitudes eléctricas fundamentales utilizando en cada caso el instrumento adecuado.

Actividades de enseñanza-aprendizaje

Manejo del osciloscopio:

Reconocer los mandos del osciloscopio disponible en el laboratorio.

Contrastar los valores teóricos con los resultados prácticos obtenidos en los experimentos.

Dibujar y documentar adecuadamente los oscilogramas obtenidos.

Manejar los manuales de empleo de los instrumentos del laboratorio: generador de funciones y osciloscopio.

Seleccionar y emplear correctamente el osciloscopio para el análisis de oscilogramas.

Polímetros:

Reconocer los distintos bornes de conexión en dos tipos de polímetros.

Interpretar los manuales de instrucciones que proporcionan los fabricantes.

Conectar correctamente el multímetro en sus distintas opciones.

Seleccionar y emplear correctamente los aparatos de medida.

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PLANTEAMIENTO DE LA ATENCIÓN A LA DIVERSIDADEste texto, cuyos contenidos son primordialmente conceptuales y procedimentales, es el primer contacto que el alumnado va a tener con esta materia, tanto en el Ciclo Formativo de Equipos e instalaciones electrotécnicas como en Ciclo de la familia profesional de Mantenimiento y Servicios a la Producción.

Cada unidad de trabajo se ha diseñado pensando en la diversidad del alumnado, así se comienza con los contenidos y con una introducción, para que el alumno programe su trabajo. De cada concepto se han realizado sencillos experimentos, representaciones gráficas, esquemas y ejercicios de aplicación que incluyen cuestiones y problemas con solución razonada. Estos ejercicios se encuentran ordenados según su grado de dificultad. Los ejercicios de profundización y refuerzo están, igualmente, ordenados en dificultad y tienen por objeto proporcionar un mayor nivel para los más aventajados y consolidar los conceptos fundamentales para los alumnos menos aventajados.

Se han seleccionado varias actividades de enseñanza-aprendizaje en cada unidad, lo que permite al alumno adquirir los procedimientos propios de la Electrotecnia, reforzando al mismo tiempo los conceptos teóricos. Por último, la autoevaluación, con cuestiones y problemas basados en los criterios mínimos de evaluación de la unidad y soluciones al final del libro, permite al alumno conocer el rendimiento de su propio trabajo y saber qué conceptos debe reforzar.

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PLANTEAMIENTO DE LOS TEMAS TRANSVERSALESUna preocupación al diseñar esta obra ha sido relacionar la Electrotecnia con otros módulos del Ciclo Formativo. La introducción de cada unidad de trabajo tiene por objeto presentar los antecedentes históricos, científicos y sociales del tema, para que el alumno intuya que la Técnica no es nada más que la respuesta práctica a unas necesidades de la Sociedad en un momento determinado y que ha alcanzado unos logros científicos específicos.

Es difícil incluir en un módulo como Electrotecnia el tratamiento de algunos de los temas transversales, si bien se han incluido cuestiones sobre Educación para la salud, Educación del consumidor o Educación ambiental, así:

En educación para la salud es importante conocer los efectos que la corriente eléctrica produce sobre el organismo, conocer el uso correcto de la corriente eléctrica, distinguir los accidentes más frecuentes y cómo se producen para poderlos evitar.

Las líneas metodológicas de la Educación del consumidor se basan en una opción clara de trabajo interdisciplinar, en prestar atención y motivar a los alumnos y alumnas a partir de la experiencia previa, en potenciar la intervención del alumnado y tener en cuenta el principio de actividad del mismo, basado en el trabajo de investigación científica del entorno próximo.

Los métodos didácticos serán fundamentalmente prácticos y activos. Entre los procedimientos más utilizados, cabe destacar el trabajo monográfico en torno a un proyecto, trabajo empírico sobre el tratamiento de la información. Siguiendo esta línea, en el diseño del proyecto se ofrece información técnica sobre la electricidad, distribución e instalaciones, transformaciones de energía, aspectos económicos, sociales y de seguridad.

Respecto a la Educación ambiental, la Electrotecnia aporta los elementos suficientes para que los alumnos adquieran un conocimiento claro de la repercusión que tiene la electricidad en el medio ambiente tanto desde el punto de vista de contaminación como de energía limpia. Así mismo, se tratan las repercusiones que un uso indiscriminado de la misma puede tener en el medio ambiente.

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CRITERIOS DE EVALUACIÓNEn este proyecto se proponen una serie de conceptos, procedimientos y conocimientos de hechos que han de ponerse de manifiesto a través de una serie de capacidades y destrezas que el alumno debe adquirir a lo largo del curso y que, para su evaluación, el profesor debe aplicar los criterios que a continuación se detallan:

Explicar los principios y propiedades de la corriente eléctrica, su tipología y efectos en los circuitos de CC y de CA.

Enunciar las leyes básicas utilizadas en el estudio de los circuitos eléctricos de CC y de CA (leyes de Ohm, Kirchhoff, Joule.,,,).

Describir las magnitudes eléctricas básicas (resistencia, tensión, intensidad, frecuencia...) y sus unidades correspondientes características de los circuitos de CC y de CA.

Diferenciar el comportamiento de los distintos componentes que configuran los circuitos eléctricos básicos de CC y de CA (generadores, resistencias, condensadores, bobinas).

Explicar los principios del magnetismo y del electromagnetismo, describiendo las interrelaciones básicas entre corrientes eléctricas y campos magnéticos y enunciando las leyes fundamentales que los estudian (leyes de Ampère, Lenz, Hopkinson,...).

Enunciar las propiedades magnéticas de los materiales, describiendo la tipología y características de los mismos.

Describir las magnitudes magnéticas básicas (fuerza magnetomotriz, intensidad de campo, flujo, inducción) y sus unidades de medida.

Enumerar distintas aplicaciones donde se presenten los fenómenos en varios supuestos de circuitos eléctricos con componentes pasivos, en conexiones serie, paralelo y mixta, trabajando en CC y en CA:

Interpretar los signos y símbolos empleados en la representación de los circuitos eléctricos de CC y de CA.

Seleccionar la ley o regla más adecuada para el análisis y resolución de circuitos eléctricos.

Calcular las características reactivas de componentes electrónicos pasivos (inductancias y condensadores).

Calcular las magnitudes eléctricas características del circuito (resistencia o impedancia equivalente, intensidades de corriente, caídas de tensión y diferencias de potencial, potencias,...).

Calcular las magnitudes eléctricas en circuitos eléctricos resonantes serie y paralelo, explicando la relación entre los resultados obtenidos y los fenómenos físicos presentes.

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos,...).

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Diferenciar los distintos sistemas polifásicos (monofásicos, bifásicos, trifásicos,...), describiendo las características fundamentales, así como las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

Describir las conexiones (estrella y triángulo) y magnitudes electrotécnicas básicas (corrientes, tensiones, potencias), simples y compuestas, de los sistemas trifásicos.

Explicar el concepto de factor de potencia en un sistema trifásico, indicando los procedimientos utilizados en la corrección del mismo.

Explicar las diferencias que existen entre los sistemas trifásicos equilibrados y los desequilibrados.

Realizar una clasificación de las máquinas eléctricas estáticas y rotativas en función de su principio de funcionamiento, de la naturaleza de su corriente de alimentación, de su constitución y de los campos de aplicación más característicos de las mismas.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología y características de los transformadores monofásicos.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología, conexionados y características de los transformadores trifásicos.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología, conexionados y características de los generadores de CC.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento,, la tipología, conexionados y características de los motores de CC.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología, conexionados y características de los alternadores.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología, conexionados y características de los motores eléctricos de CA monofásicos.

Explicar la constitución, el principio de funcionamiento, la tipología, conexionados y características de los motores eléctricos de CA trifásicos.

Explicar las características más relevantes (tipos de errores, sensibilidad, precisión,...), la tipología, clases y procedimientos de uso de los instrumentos de medida utilizados en los circuitos electrónicos básicos.

Reconocer la simbología utilizada en los aparatos de medida y explicar su significado y aplicación.

En distintos casos prácticos de estudio eléctricos y electrónicos:

- Identificar las magnitudes que se deben medir y el rango de las mismas.

- Seleccionar el instrumento de medida (polímetro, vatímetro, osciloscopio,...) y los elementos auxiliares más adecuados en función de la magnitud que hay que medir (resistencia, intensidad, tensión, potencia, forma de onda,...).

- Conexionar adecuadamente, con la seguridad requerida y siguiendo procedimientos normalizados, los distintos aparatos de medida en función de las magnitudes que hay que medir (tensión, intensidad, resistencia, potencia, frecuencia,...).

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Medir las magnitudes básicas características de los circuitos eléctricos y electrónicos (tensión, intensidad, continuidad, potencia, formas de onda,...), operando adecuadamente los instrumentos y aplicando, con la seguridad requerida, procedimientos normalizados.

Realizar con la precisión y seguridad requeridas las medidas de las magnitudes fundamentales (corrientes, tensiones, potencias,...) características de los sistemas trifásicos.

Interpretar los resultados de las medidas realizadas, relacionando los efectos que se producen con las causas que los originan.

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas,...).

Describir los tipos de ensayos fundamentales y normalizados que se deben realizar con transformadores monofásicos y trifásicos, identificando las magnitudes que se deben medir y explicando las curvas características que relacionan dichas magnitudes.

Describir los tipos de ensayos fundamentales y normalizados que se deben realizar con las máquinas eléctricas de CC, identificando las magnitudes que se deben medir y explicando las curvas características que relacionan dichas magnitudes.

Describir los tipos de ensayos fundamentales y normalizados que se deben realizar con las máquinas eléctricas de CA monofásicas y trifásicas, identificando las magnitudes que se deben medir y explicando las curvas características que relacionan dichas magnitudes.

En tres casos prácticos de ensayos de máquinas eléctricas (un transformador trifásico, un motor de CC y un motor de CA trifásico de inducción y con el fin de obtener las curvas características de rendimiento y electromecánicas:

Seleccionar la documentación necesaria para la realización de los ensayos.

Interpretar los esquemas de conexionado, relacionando los símbolos con los elementos reales.

Seleccionar los equipos e instrumentos de medida que se deben utilizar en los ensayos, explicando la función de cada uno de ellos.

Aplicar el protocolo normalizado, realizando las conexiones necesarias, tomando las medidas oportunas y recogiéndolas con la precisión requerida en el formato correspondiente.

Representar gráficamente los datos obtenidos, relacionando entre sí las distintas magnitudes características, explicando las distintas zonas de la gráfica e interpretando a través de ellas los aspectos funcionales de la máquina.

Actuar bajo normas de seguridad personal y de los equipos y materiales utilizados en los ensayos.

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada

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documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos. medidas,...).

Clasificar los componentes electrónicos básicos (activos y pasivos) utilizados en los circuitos electrónicos según su tipología y ámbito de aplicación.

Dibujar las curvas características más representativas de los componentes electrónicos analógicos básicos, explicando la relación existente entre las magnitudes fundamentales que los caracterizan.

Interpretar los parámetros fundamentales de los componentes electrónicos básicos que aparecen en las hojas técnicas de los mismos.

En un supuesto práctico de reconocimiento de componentes electrónicos básicos reales:

Dibujar los símbolos normalizados de cada uno de ellos.

Describir distintas topologías normalizadas por cada familia de componentes.

Identificar los terminales de los componentes mediante la utilización de polímetro.

Explicar las características eléctricas y funcionales de cada uno de los componentes que se van a analizar.

Describir las condiciones de seguridad y precauciones que se deben tener en cuenta en la manipulación de los distintos componentes electrónicos.

Enumerar los circuitos electrónicos analógicos básicos y describir la función que realizan.

Describir el principio de funcionamiento de los circuitos electrónicos analógicos básicos (rectificadores, filtros, estabilizadores, amplificadores,...), su tipología, parámetros característicos y formas de onda típicas.

Explicar las características diferenciales entre los circuitos electrónicos analógicos básicos construidos con elementos discretos y los construidos con circuitos amplificadores operacionales integrados.

En supuestos de análisis de circuitos electrónicos analógicos y, a partir de los esquemas de los mismos:

Identificar los componentes pasivos y activos del circuito, relacionando los símbolos que aparecen en los esquemas con los elementos reales.

Explicar el tipo, características y principio de funcionamiento de los componentes del circuito.

Identificar los bloques funcionales presentes en el circuito, explicando sus características y tipología.

Explicar el funcionamiento del circuito, identificando las magnitudes eléctricas que lo caracterizan, interpretando las señales y formas de ondas presentes en el mismo.

Calcular las magnitudes básicas características del circuito, contrastándolas con las medidas reales presentes en el mismo, explicando y justificando dicha relación.

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Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito (tensiones, formas de onda,...) suponiendo y/o realizando modificaciones en componentes del mismo, explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen.

Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas,...).

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