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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA ELECTRICIDAD INDUSTRIAL SEMESTRE ACADÉMICO 2013-00 I DATOS GENERALES II FUNDAMENTACIÓN El curso de Electricidad Industrial es desarrollado de forma teórico-práctico, permitiendo que los estudiantes desarrollen competencias para realizar soluciones de los circuitos eléctricos en corriente alterna senoidal en estado estable, competencias sobre el estudio de los motores de inducción, automatización de procesos de control industrial con contactores tripolares electromagnéticos, dimensionamiento de conductores eléctricos en baja tensión, sistemas de protección eléctrica fusibles e interruptores ferromagnéticos. III SUMILLA Circuito eléctrico. Elementos activos y pasivos de circuitos. Corriente alterna senoidal. Transformación fasorial. Fasores. Motores de inducción. Teoremas y métodos de solución de circuitos eléctricos en corriente alterna senoidal. Acoplamiento magnético. Transformador monofásico y trifásico. Autotransformador. Circuitos polifásicos. Contactores electromagnéticos tripolares. Conductores eléctricos en baja tensión baja tensión (BT). Protección eléctrica. IV COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA 4.1 Analiza los Circuitos Eléctricos conformados por elementos pasivos lineales y bilaterales, alimentados por fuentes de SÍLABO 1.1 Nombre de la asignatura :ELECTRICIDAD INDUSTRIAL 1.2 Código :ELEC-114 1.3 Ciclo de estudios :04 1.4 Créditos :4 1.5 Nivel :Pregrado 1.6 Campus : TRUJILLO, 1.7 Fecha de inicio/fin :07/01/2013 al 07/03/2013 1.8 Duración semanas :8 1.9 Prerrequisitos :ELEC-102 1.10 Profesores : DE LA CRUZ RODRIGUEZ, OSCAR MIGUEL ; IPARRAGUIRRE VASQUEZ, LUIS ENRIQUE ;

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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE INGENIERÍA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

SEMESTRE ACADÉMICO 2013-00

I DATOS GENERALES

II FUNDAMENTACIÓN

  El curso de Electricidad Industrial es desarrollado de forma teórico-práctico, permitiendo que los estudiantes desarrollen

competencias para realizar soluciones de los circuitos eléctricos en corriente alterna senoidal en estado estable, competencias

sobre el estudio de los motores de inducción, automatización de procesos de control industrial con contactores tripolares

electromagnéticos,  dimensionamiento de conductores eléctricos en baja tensión, sistemas de protección eléctrica fusibles e

interruptores ferromagnéticos.

III SUMILLA

Circuito eléctrico. Elementos activos y pasivos de circuitos. Corriente alterna senoidal. Transformación fasorial. Fasores.

Motores de inducción. Teoremas y métodos de solución de circuitos eléctricos en corriente alterna senoidal. Acoplamiento

magnético. Transformador monofásico y trifásico. Autotransformador. Circuitos polifásicos. Contactores electromagnéticos

tripolares. Conductores eléctricos en baja tensión baja tensión (BT). Protección eléctrica.  

IV COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA

4.1      Analiza los Circuitos Eléctricos conformados por elementos pasivos lineales y bilaterales, alimentados por fuentes de

SÍLABO

1.1   Nombre de la asignatura  :ELECTRICIDAD INDUSTRIAL1.2    Código  :ELEC-1141.3    Ciclo de estudios  :041.4    Créditos  :41.5    Nivel  :Pregrado1.6    Campus  : TRUJILLO,1.7    Fecha de inicio/fin  :07/01/2013 al 07/03/20131.8    Duración semanas  :81.9    Prerrequisitos  :ELEC-102

1.10   Profesores : DE LA CRUZ RODRIGUEZ, OSCAR MIGUEL ;

IPARRAGUIRRE VASQUEZ, LUIS ENRIQUE ;

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corriente alterna senoidal en estado estable. 4.2      Opera los circuitos eléctricos constituidos por redes eléctricas con corriente

alterna senoidal en estado estable. 4.3      Manipula los diferentes instrumentos de medición y las conexiones en los circuitos,

para realizar mediciones de distintas ondas eléctricas. 4.4      Aplica teoremas de solución en redes eléctricas con

acoplamientos físicos y magnéticos. 4.5      Analiza los circuitos eléctricos de sistema polifásicos. 4.6      Desarrolla y maneja

procesos de control industrial con contactores tripolares electromagnéticos. 4.7      Dimensiona conductores en redes de baja

tensión y sistemas de protección eléctrica  

V PROGRAMACIÓN POR UNIDADES DE APRENDIZAJE

UNIDAD 01 MEDICIONES EN CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL - CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL

Duración: 07/01/2013 al 11/01/2013

 Identifica los diferentes instrumentos de medición y formas de conexión en los circuitos eléctricos, para efectuar mediciones de

distintas ondas eléctricas. Investiga la forma de generación de la corriente alterna senoidal y evalúa el comportamiento de los

circuitos eléctricos lineales bilaterales en función del tiempo. Participa en la producción de nuevos conceptos para el dominio de

la teoría de la generación de corriente alterna senoidal.

N° Semanas Contenidos Conceptuales Contenidos Procedimentales Contenidos Actitudinales

Semana 1

INSTRUMENTOS DE

MEDICIÓN Instrumentos de

bobina móvil, de hierro móvil.

Vatímetro monofásico.

Contador de energía.

Osciloscopio de rayos

catódicos. Factores de forma y

de cresta ejercicios y

problemas Laboratorio:

Introducción, programación y

formación de grupos.

Generación de la corriente

alterna senoidal. Período.

Ciclo. Frecuencia.

Representación de las ondas

eléctricas senoidales.

Diferencia de potencial.

Desfase. Tensión. Corriente.

Impedancia. Potencia.

Energía. Problemas y

solución. Ejercicios.

Laboratorio: Presentación de

equipos de laboratorio y

formas de uso

Clase conferencia.  Participa

en desarrollo analítico de los

valores esperados de los

instrumentos   Discusión de

normas de trabajo y de

presentación de informes del

laboratorio. Dialogan y

debaten  referente a

definiciones de los parámetros

de la corriente alterna

senoidal. Resuelve en

grupo problemas de ondas de

corriente alterna senoidal    

Reconocimiento y

manipulación de equipos de

laboratorio.

Promueve la participación de

sus compañeros para debatir

sobre características de los

instrumentos de mediciones  

Participa con atención e

interés en grupos de trabajo.

Asume responsabilidad para

analizar y desarrollar la

temática de clase. Identifica la

naturaleza de los circuitos en

A.C. Cuantifica parámetros

de tensión, corriente, potencia

y energía en circuitos A.C.  

Participa con interés en el

laboratorio

Semana 2

Factor de potencia. Máxima

energía almacenada. Circuitos

en el dominio del tiempo: R; L;

C;  serie R – L; serie R –

C; serie R –L –C, Problemas

propuestos y resueltos en

clase. Primer trabajo grupal.

Ejercicios

propuestos. Laboratorio:

identificación y manipulación

de equipos.

Clase conferencia. Preguntas

de exploración y exposición

temática sobre los circuitos

en estudio. Elabora formato de

toma de datos y circuito a

utilizar en experiencia.

Demuestra interés para el

analizar y evaluar situaciones

prácticas de los circuitos en

estudio, mediante ejercicios de

consideraciones reales.    

Participa con interés en

grupos de trabajo del

laboratorio.

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UNIDAD 02 FASOR, TRANSFORMASION FASORIAL, LUGARES GEOMÉTRICOS Y TEOREMAS EN A.C.

Duración: 14/01/2013 al 01/02/2013

 Transforma las ecuaciones que controlan el comportamiento de los circuitos lineales bilaterales del dominio del tiempo al

dominio de la frecuencia. ·         Plantea diferentes alternativas de solución ·         Prepara al estudiante para la solución de

problemas que presentan cierto grado de dificultad en el planteo de las ecuaciones que controlan el comportamiento de los

circuitos eléctricos en A.C, resolviéndolos con metodología geométrica, minimizando la dificultad y el tiempo empleado para la

solución. ·         Analiza y aplica teoremas importantes, y los métodos en la solución de circuitos eléctricos y/o redes eléctricas

en A.C.

N° Semanas Contenidos Conceptuales Contenidos Procedimentales Contenidos Actitudinales

Semana 3

Definición del fasor, Fasor

conjugado. Operador

J. Álgebra

fasorial. Representación

fasorial. Transformación

fasorial. Fasor tensión. Fasor

corriente. Fasor impedancia.

Transformaciones Y– D.

Transformación de fuentes.

Potencia compleja. (Potencia

aparente) Potencia activa

Potencia reactiva. Factor de

potencia. Mejora (o

incremento) del factor de

potencia. Lugares

geométricos: de impedancia,

de admitancia y de corriente

de circuitos: Serie R – L con

variaciones independientes de

R y de L. Serie R – C con

variaciones independientes de

R y de C. Serie R – L –C con

variaciones independientes de

R, L y C; y con variaciones de

frecuencia. Primera práctica

calificada. Laboratorio:

Segunda y tercera

experiencias.

Elabora cuadro resumen del

tema fasorial. Manipula

la transformación

fasorial Transforma los

circuitos pasivos Y - D; fuentes

de tensión y corriente de A.C.

Expone grupo de desarrollo el

contenido conceptual.

Propone problemas reales del

tema Identifica y desarrolla

soluciones de situaciones

hipotéticas de potencia

compleja. Elabora circuito a

utilizar en experiencia y toma

de datos. Expone grupo de

estudiantes el desarrollo del

contenido conceptual.

Propone problemas

hipotéticos con

consideraciones máximas y

mínimas de los parámetros de

impedancia, corriente,

admitancia, factor de potencia,

etc. Resuelve prueba objetiva.

Elabora circuito a utilizar en

experiencia y toma de datos

Propicia la participación a sus

compañeros al análisis.

Identifica y desarrolla

exposiciones del tema, y

de pruebas objetivas. Asume

con responsabilidad la

creatividad de los

planteamientos propuestos del

tema por sus compañeros.

Valora las metodologías

usadas y compara la

efectividad del desarrollo

gráfico con respecto al método

analítico. Propicia la

necesidad del debate para

ampliar los conocimientos.

Muestra responsabilidad.

Muestra interés en desarrollo

del laboratorio

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UNIDAD 03 ACOPLAMIENTO MAGNÉTICO

Duración: 04/02/2013 al 08/02/2013

  ·         Analiza la transferencia de energía en circuitos de corriente alterna senoidal, por medio del campo magnético.

UNIDAD 04 CIRCUITOS POLIFÁSICOS EN AC, PROTECCIÓN ELÉCTRICA Y CONTROL ELECTROMECÁNICO

Duración: 11/02/2013 al 22/02/2013

  ·         Analizar los circuitos bifásicos y trifásicos en el dominio de la frecuencia. ·         Estudio del contactor y su forma de

elección para los sistemas de protección y automatización de los circuitos de control. ·         Dimensionar el calibre de los

conductores en baja tensión a usar en las instalaciones o circuitos eléctricos.

Semana 4

Lugares geométricos de

ramas paralelas. Lugares

geométricos de ramas serie –

paralelo.

Aplicaciones. Teoremas de

superposición, reciprocidad,

Thévenin, Norton. Métodos de

solución de redes por

corrientes de mallas.   Método

de solución de redes por

tensiones de nodos. Teorema

de máxima potencia de

transferencia. Segunda

práctica calificada.

Laboratorio: Cuarta

experiencia. Primera

evaluación de laboratorio.

Examen parcial (Del 28 de

enero al 02 de febrero de

2013)

Clase participativa. Analiza y

desarrolla el contenido con

sus compañeros de grupo el

tema de lugares geométricos

de ramas paralelas Desarrolla

problemas tipos de

aplicaciones propuestas del

contenido conceptual. Elabora

circuito a utilizar en

experiencia y toma de datos.

Desarrolla la importancia de

métodos y teoremas de

solución de circuitos y redes

eléctricas. Identifica y

desarrolla soluciones de

problemas propuestos

mediante aplicaciones de

teoremas. Aplica y desarrolla

el contenido de teoremas y

métodos de solución de

circuitos y redes eléctricas por

grupo estudiantil. Resuelve

prueba objetiva y

cuestionarios

Asume actitud de

identificación y valoración de

uso de lugares geométricos de

ramas paralelas. Respeto por

las opiniones de sus

compañeros de clase.

Participa con interés en

grupos de trabajo del

laboratorio. Valora la

necesidad de la aplicación de

teoremas y métodos

desarrollados para solución en

redes eléctricas típicas.

Demuestra interés por la

aplicación de métodos de

solución de redes eléctricas

propuestas. Reflexiona sobre

la efectividad de los métodos

solución. Muestra honestidad

y responsabilidad

N° Semanas Contenidos Conceptuales Contenidos Procedimentales Contenidos Actitudinales

Semana 5

Flujo magnético.

Transformador ideal.

Coeficiente de acoplamiento

Reluctancia magnética.

Permeancia magnética.

Inductancia mutua.

Autoinductancia. Reactancia

mutua. Marcas de polaridad.

Transformador con núcleo de

aire. Segundo trabajo grupal.

Transformador con núcleo de

hierro. Diagramas fasoriales.

Circuito estrella (Y) y delta (D)

equivalentes. Acoplamiento

serie. Acoplamiento paralelo.

Redes acopladas

magnéticamente. Laboratorio:

Quinta y sexta experiencias

Clase conferencia. Analiza los

parámetros involucrados en el

acoplamiento magnético.

Elabora circuitos con

acoplamientos aditivos y

sustractivos y formula las

ecuaciones fasoriales de

circuitos con acoplo. Elabora

circuitos a utilizar en

experiencias y toma de datos.

Demuestra interés por conocer

transmisión de energía por

medio del campo magnético.

Valora el estudio de Faraday.

Muestra interés en desarrollo

del laboratorio. Muestra

espíritu crítico y positivo de las

opiniones emitidas por sus

compañeros estudiantes.

Muestra interés en desarrollo

del laboratorio.

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N° Semanas Contenidos Conceptuales Contenidos Procedimentales Contenidos Actitudinales

Semana 6

Generación bifásica. Estudio

de los sistemas bifásicos.

Tensión de fase y de línea.

Generación trifásica.

Tensiones de fase y de líneas.

Cargas trifásicas equilibradas.

Cargas trifásicas

desequilibradas. Tercera

práctica calificada. Sistema

trifásico Y-Y balanceado,

Corrientes de líneas. Potencia

aparente de fase. Potencia

aparente total. Factor de

potencia. Mejora del factor de

potencia. Vatímetro

monofásico en cuadratura.

Contadores de energía activa

y reactiva trifásicos.

Laboratorio: Sétima y octava

experiencias

Clase participativa. Muestra

con proyector de multimedia

los arrollamientos bifásicos y

trifásicos. Diferencia los

sistemas polifásicos y sus

ecuaciones de gobierno.  

Resuelve prueba objetiva.

Clase conferencia. Elabora

circuito del sistema trifásico

balanceado Y – Y Analiza el

sistema Y – Y mediante un

circuito equivalente

monofásico. Evalúa potencias

de fase y potencia total.

Resuelve problemas. Elabora

circuitos a utilizar en

experiencias y toma de datos.

Demuestra interés por las

máquinas polifásicas (motor y

generador). Participa con

interés en el análisis de los

sistema bifásicos y trifásicos.

Muestra interés, honestidad y

responsabilidad por estudio de

los sistemas polifásicos,

participa en grupo para el

análisis y solución de los

sistemas balanceados.

Muestra interés en desarrollo

del  laboratorios

Semana 7

Sistema trifásico D-D

balanceado, Corrientes de

fase y de líneas. Potencia

aparente de fase. Potencia

aparente total. Factor de

potencia. Mejora del factor de

potencia. Vatímetro

monofásico en cuadratura.

Contadores de energía activa

y reactiva trifásicos.

Elementos. Electroimán.

Polos. Contactos. Entrehierro.

Soplado del arco. Intensidad

nominal térmica. Intensidad

nominal de empleo. Elección

del contactor. Sistemas de

protección. Relés térmicos.

Fusibles cortacircuitos.

Guardamotores. Esquemas

eléctricos con contactores y

relés. Esquemas de base.

Circuitos de potencia y de

mando. Interruptores.

Conmutadores. Arranque de

motores por contactores.

Tableros de control en B.T.

Laboratorio: Novena

experiencia. Segunda

evaluación de laboratorio

Clase conferencia. Elabora

circuito del sistema trifásico

balanceado D – D. Analiza el

sistema D – D mediante un

circuito equivalente

monofásico. Evalúa potencias

de fase y potencia total.

Resuelve problemas. Utiliza

los instrumentos de medida de

potencia activa y reactiva y

sus formas de conexión. Clase

participativa. Define los

elementos del contactor.

Diferencia las corrientes de

polos principales Desarrolla

circuitos con control

electromecánico. Utiliza

esquemas con contactos

auxiliares, temporizadores en

arranque de motores. Elabora

circuito a utilizar en

experiencia y toma de datos.

Desarrolla cuestionario.

Valora la generalización de las

ecuaciones de gobierno de

flujo de potencia de los

circuitos polifásicos. Respeta

las opiniones de solución de

sus compañeros y participa en

grupo para las soluciones de

los circuitos polifásicos.

Muestra interés en desarrollo

del laboratorio. Demuestra

interés por diagramas de

control y de fuerza planteados

por sus compañeros de clase.

Valora la importancia del

contactor usado en la

industria. Muestra

responsabilidad.

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VI ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

    6.1     En el desarrollo del curso se utilizarán los siguientes procedimientos:

Exposición y orientación de los profesores del curso.

Exposiciones de contenidos conceptuales, individuales y/o grupales.

Desarrollo de prácticas calificadas y de laboratorios (o taller)

Pruebas o exámenes de desarrollo

Ejercicios y/o prácticas realizadas en clase

Visita técnica a una empresa o industria del entorno o región

Discusión de resultados de los análisis de circuitos en estudio

  6.2     Experiencias de Laboratorios  Manejo de Osciloscopio y generador Valores medios y eficaces Circuito fasorial Circuito

RC, aplicaciones Uso del vatímetro monofásico Presentación del primer trabajo (proyecto 1) Ciclo de histéresis en materiales

ferromagnéticos Mejora del factor de potencia Máximo factor de potencia (resonancia eléctrica) Acoplamiento magnético Motor

de Inducción jaula de ardilla Uso del contactor Utilización de sistemas de protección eléctrica Uso de software de simulación

Presentación del segundo trabajo ( proyecto 2)      

VII MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDÁCTICOS

En el desarrollo del curso se utiliza textos, separatas, guía de laboratorios, Dispositivos eléctricos para estudio, fuentes de

alimentación, osciloscopios, instrumentos de mediciones, proyector de multimedia, pizarra acrílica, plumones, mota.    

VIII TÉCNICAS, INSTRUMENTOS E INDICADORES DE EVALUACIÓN

FÓRMULA PARA EL CÁLCULO DE LA NOTA PROMOCIONAL(PROM)

5%*C1 + 10%*C2 + 20%*EP + 15%*C3 + 25%*C4 + 25%*EF

PARAMETROS DE EVALUACIÓN:

Semana 8

Componentes del conductor.

Calentamiento. Caída de

tensión. Cálculo de la sección

del conductor.

Consideraciones de

instalación en B.T.

Instalaciones de enlace.

Acometidas. Cuarta práctica

calificada. Entrega de notas y

trabajos de Laboratorio.

Examen final (del 18 al 25 de

febrero). Examen de

aplazados ( del 25 de febrero

al 02 de marzo)

Clase participativa. Utiliza

materiales conductores

usados en B.T. Dimensiona

los conductores mediante

cálculo y norma nacional.

Resuelve pruebas objetivas.

Muestra interés por

dimensiones de los

conductores en B.T.

Promueve la participación de

sus compañeros para uso de

tablas y manuales de

conductores. Muestra

responsabilidad honestidad.

COMPONENTE C1 CALCULO: 40%*NT1+60%*PC1

SUBCOMPONENTES

COD DESCRIPCIÓN

NT1 Nota de trabajo 1

PC1 Práctica calificada 1

COMPONENTE C2 CALCULO: 40%*NL1+60%*PC2

SUBCOMPONENTES

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IX PROGRAMA DE CONSEJERÍA

La atención de tutoría y consejería personalizada se realizar en la sala de docentes de la Escuela de Ingeniería Electrónica, los

días Lunes de 9:00 – 11:00 horas. La atención de consejería virtual al correo electrónico [email protected]

Publicaciones de temas del curso en la página web upao, mis publicaciones

X REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1.   Luis E. Iparraguirre Vásquez. Electricidad Industrial. (Publicación en Documentos UPAO) 2007

2. Jesús  Fraile Mora. Circuitos Eléctricos. Pearson. 2012

3.  Boylestad. Introducción al Análisis de circuitos. Pearson Prentice Hall. Décima Edición. 2008

4   Pablo Alcalde San Miguel. Electrotecnia. Paraninfo 2008

5.   Bruce Carlson. Thomson Learning. Circuitos

6.   Antonio J. Cornejo Navarro – Antonio Clamagirand Sánches – José L. Polo Sanz – Natalia Alguacil Conde.       Circuitos

Eléctricos para la Ingeniería. MC. Graw Hill.

7.   Charles K. Alexander – Matthew N. O. Sadiku. Fundamentos de Circuitos Eléctricos. MC. Graw Hill

8.   Giorgio Rizzoni. Principios y Aplicaciones de Ingeniería Eléctrica. MC. Graw Hill.

9.   J. David Irwin. Análisis Básico de Circuitos en Ingeniería (Quinta Edición). Prentice Hall.

10.   Rafael Sanjurjo Navarro – Eduardo Lázaro Sánchez. Teoría de Circuitos Eléctricos. MC. Graw Hill

11.. J. R. Cogdell. Fundamentos de Circuitos Eléctricos. Prentice Hall.

12. Richard C. Dorf. Circuitos Eléctricos. Alfaomega.

13. Kechner & Corcoran. Circuitos de Corriente Alterna. Cecsa.

14. Agustín Castejón – Germán Santamaría. Tecnología Eléctrica. MC. Graw Hill.

15. Telemecanique S.A. Telesquemario. Telemecanique.

16. Theodore Wildi. Control de Motores Industriales. Limusa.

BÁSICA

Luis E. Iparraguirre Vásquez.

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL. (PUBLICACIÓN EN DOCUMENTOS UPAO) 2007  2007

Estudio de Corriente alterna senoidal en estado estable

COD DESCRIPCIÓN

NL1 Promedio de notas de laboratorio 1

PC2 Práctica calificada 2

COMPONENTE C3 CALCULO: 40%*NT2+60%*PC3

SUBCOMPONENTES

COD DESCRIPCIÓN

NT2 Nota de tarbajo 2

PC3 Práctica calificada 3

COMPONENTE C4 CALCULO: 40%*NL2+60%*PC4

SUBCOMPONENTES

COD DESCRIPCIÓN

NL2 Promedio de notas de laboratorio 2

PC4 Práctica calificada 4

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COMPLEMENTARIA

Kechner & Corcoran.

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA. CECSA.  2002

J. R. Cogdell.

FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS. PRENTICE HALL.  2001