INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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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

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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, 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.

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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 1 1B 4B 6C

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No. UNIDAD II

NOMBRE VOLTAJES PICO A PICO Y FRECUENCIA

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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

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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.

• Pizarrón y gis

• Libros, manuales y videos

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 2 2 2 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

• Interpretará las diferencias entre cargas eléctricas a partir de mediciones y cálculos de: defasamientos, reactancias e impedancias. HORAS

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No. TEMA

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 1 1 3 1B 2B 4B 6C

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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

• 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

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 2 2 3 1B 2B 4B 6C 9C

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No. UNIDAD V

NOMBRE SECUENCIA DE FASES Y DESBALANCEO DE CARGAS TRIFÁSICAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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

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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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 1 1 3 1B 3B 6C 10C

ASIGNATURA: ELECTRICIDAD APLICADA_ __ _ CLAVE: IRLA . _ ___ _ HOJA: 8 DE 16 .

No. UNIDAD VI

NOMBRE SUBESTACIONES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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.

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HORAS No.

TEMA

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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 2 2 3 3B 9C 10C

No. UNIDAD VII

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OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 1 1 2 1B 2B 4B 6C

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NOMBRE RECTIFICACIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 2 2 3 1B 5C 7C 10C

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No. UNIDAD IX

NOMBRE TÉCNICAS DE CONTROL PARA MOTORES TRIFÁSICOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• 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

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 1 1 2 3B 6C 10C 8C

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

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No. UNIDAD X

NOMBRE COMPUERTAS LÓGICAS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• Explicará las características básicas de compuertas electrónicas básicas y su aplicación en circuitos de control industrial. HORAS No.

TEMA

BIBLIOGRAFÍA 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

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 2 2 3 7C 8C 9C 10C

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No. UNIDAD XI

NOMBRE CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• Explicará y comprobará las aplicaciones de circuitos lógicos combinacionales utilizados en control de sistemas eléctricos y circuitos electrónicos. HORAS

No. TEMA

BIBLIOGRAFÍA 11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.2 Circuitos aritméticos Sumadores Codificadores Decodificadores Aplicaciones

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 1 1 3 5C 7C 8C 9C 10C

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No. UNIDAD XII

NOMBRE CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

• Aplicará y comprobará las aplicaciones de circuitos lógicos secuenciales utilizados en control de sistemas eléctricos y circuitos electrónicos. HORAS

No. TEMA

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12.1 12.2 12.3 12.3.1 12.3.2 Flip-flop Registros Displays Ánodo común Cátodo común

• Pizarrón y gis

• Proyector de acetatos • T.V. y videocasetera • Equipo diverso 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

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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 .

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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%

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.