UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA SILABO I.

IDENTIFICACIÓN 1.1 Nombre de la asignatura 1.1.1 Código 1.1.2 Tipo 1.1.3 Nivel 1.2 Escuela Académico Profesional 1.3 Semestre Académico 1.4 Año 1.5 Créditos 1.6 Horas Semanales 1.7 Pre - requisitos 1.8 Profesores Responsables

: MÁQUINAS ELÉCTRICAS : 1J3083 : Obligatorio : Pre – Grado. : Electrónica : 2012 - I : VIII : 03 : 04 ( Teoría: 02; Práctica 01 Lab.: 02) : Análisis de circuitos Eléctricos II :Ing. Luis Aquije Tueros (Teoría y Práctica)

II.

SUMILLA Circuitos magnéticos, materiales, Leyes, Pérdidas. Transformadores. Autotransformadores. Transformadores en sistemas trifásicos. Grupos de conexión. Paralelo de transformadores. Conversión de energía electromecánica. Fuerza magneto motriz, campo magnético, FEM y torque en las máquinas eléctricas. Principio de funcionamiento, aspecto físico y constructivo de las máquinas de corriente continua. El generador y el motor de corriente continua en régimen estable. La máquina asíncrona en régimen estable: principio de funcionamiento, aspectos físicos y constructivos. La máquina síncrona: principio de funcionamiento, aspectos físicos y constructivos. Motores monofásicos.

III.

OBJETIVOS 3.1. OBJETIVOS GENERALES: Al finalizar el curso, los alumnos, estarán capacitados para: a) Definir los conceptos de circuitos magnéticos, propiedades, leyes que lo gobiernan, utilización de la curva de magnetización y pérdidas de energía. b) Comprender el principio de funcionamiento de los transformadores monofásicos, los Autotransformadores y los transformadores trifásicos. c) Seleccionar e instalar correctamente un transformador o varios en paralelo sea este monofásico o trifásico. d) Conocer los aspectos constructivos, principios de funcionamiento y campos de aplicación de las máquinas eléctricas rotativas, estableciendo claramente las diferencias entre las máquinas de corriente continua y las máquinas de corriente alterna síncronas y asíncronas. 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Esperamos que al finalizar el curso los alumnos demuestren su capacidad para: a) Explicar con claridad el concepto de circuito magnético, la ley de Ampere, Faraday y Lenz. b) Resolver problemas de circuitos magnéticos, pérdidas por histéresis, pérdidas por corrientes parásitas de Foucault y pérdidas por efecto de Joule.

c) Identificar los diferentes tipos de transformadores, definir su circuito equivalente, realizar y evaluar los ensayos de cortocircuito y circuito abierto. Definir su regulación y rendimiento. d) Definir el autotransformador, su circuito equivalente, sus ventajas y desventajas respecto al transformador. e) Explicar el uso de los transformadores en un sistema trifásico, banco de transformadores monofásicos y transformadores trifásicos. f) Identificar los grupos de conexión, polaridad e índice horario de los transformadores trifásico g) Explicar los requisitos para el funcionamiento en paralelo de dos o más transformadores, indicando el reparto de carga. h) Resolver problemas referentes a los diferentes conceptos de transformadores monofásicos, trifásicos y Autotransformadores. i) Explicar el principio de funcionamiento y resolver de problemas sobre máquinas de corriente continua tipos serie, shunt y compound. j) Explicar el principio de funcionamiento y resolver problemas sobre máquinas de corriente alterna de Inducción o asíncronas. Tipos de conexiones y aplicaciones. k) Explicar el principio de funcionamiento, características y aspectos constructivos de las máquinas Síncronas. Tipos, conexiones , puesta en paralelo de generadores síncronos, y aplicaciones. l) Conocer los tipos de motores monofásicos. IV.- PROGRAMACIÓN: SEMANA

CONTENIDO

1º

Panorama de las máquinas eléctricas, definiciones básicas, clasificación, Tipos de circuitos magnéticos, analogía con un circuito eléctrico. Transformadores, definiciones, tipos básicos, el transformador ideal, el transformador real, circuito equivalente. Resolución de problemas sobre circuito equivalente de transformadores. Ensayo de transformadores, regulación y eficiencia de transformadores, Análisis por unidad. Resolución de problemas, sobre ensayo de transformadores, regulación y eficiencia. El autotransformador, circuito equivalente, ventajas, desventajas y aplicaciones. Los transformadores monofásicos en sistemas trifásicos, tipos de conexión trifásica, Transformadores trifásicos, tipos, formas de conexión, índice horario. Paralelo de transformadores monofásicos y trifásicos, requisitos para la puesta en paralelo, reparto de carga. Influencia del índice horario en la conexión en paralelo de transformadores. Primer Parcial Máquinas Asíncronas o de Inducción, aspectos constructivos, clasificación. Motores de jaula de ardilla y motores de anillos rozantes, curvas características.. Resolución de problemas Circuito equivalente de un motor de Inducción. Determinación de los parámetros del circuito equivalente de un motor de inducción, prueba de vacío, prueba de rotor bloqueado. Flujo de potencia y pérdidas en un motor de inducción. Resolución de Problemas

2º 3º 4º 5º 6º 7º

8º 9º

10º

11º 12º 13º 14º 15º

16º 17º

Máquinas de corriente continua, aspectos constructivos, clasificación, aplicaciones. Máquinas de corriente continua, circuitos equivalentes. Motor y generador de corriente contínua con excitación independiente y auto excitación. Circuitos equivalentes, Resolución de problemas Motor y generador de corriente contínua. Curvas características. Controladores de velocidad y arrancadores de los motores DC. El sistema Ward Leonard. Máquinas síncronas, aspectos constructivos, tipos, aplicaciones. Generador síncrono, circuito equivalente, relaciones par, potencia y voltaje generado Resolución de problemas Operación en paralelo de generadores sincrónicos Segundo Parcial EXAMEN SUSTITUTORIO

V.- METODOLOGÍA: Las clases serán de carácter Expositivas en lo que se refiere a la teoría del curso. En la Práctica se desarrollarán Ejercicios y Problemas Propuestos, combinados con Trabajos Monográficos que complementen la teoría estudiada. Se implementará un sistema enseñanza aprendizaje- investigación por parte de los alumnos.

VI.- MATERIAL DE ENSEÑANZA: Se requerirá en lo posible Material Audiovisual como: transparencias, Material de Enseñanza Convencional:, Mota, Pizarra, Lapiceros, Plumones para Pizarra Acrílica; Cuaderno de Registro de Asistencia y ocasionalmente software de máquinas eléctricas. VII. SISTEMA DE EVALUACIÓN El sistema de Evaluación comprenderá, Promedio de Exámenes Parciales, Promedio de Prácticas Calificadas (pudiendo incluir trabajos monográficos) y Promedio de Evaluaciones Permanentes (asistencia, intervenciones orales, participación en actividades que organice la FIME) 7.1 De las Prácticas .Durante el Semestre Académico se rendirán de tres a cinco Prácticas calificadas, de las cuales se eliminará una o dos respectivamente que registren las notas más baja; con las restantes se obtendrá el promedio de prácticas calificadas la cual se sumará al promedio de las prácticas de laboratorio y se dividirá entre 2 para obtener el promedio de prácticas. 7.2 De la Evaluación Permanente.En la escala valorativa de 0 a 20, los componentes programados de la evaluación permanente tienen los pesos porcentuales, el número mínimo puntuable de los componentes de la evaluación permanente y la frecuencia de aplicación de los mismos, son los que se indican en la tabla siguiente:

Cant./Ciclo Frecuencia (Mínimo /intergrupo puntuable) Máximo 03 grupos Intervenciones Orales (IO) 15 4 03 Pasos Escritos (PE) 15 4 03 Comprensión de Lectura (CL) 20 4 03 Tarea domiciliaria (TD) 20 4 03 Eventos académicos (EA) 20 1 hasta 2 LIBRE * Proyección Social (PS) 10 1 hasta 2 Profesor Dispone * La proyección social otorga adicionalmente 02 puntos a la última práctica y 01 punto en el 2º parcial. DESCRIPCIÓN

Peso %

Tienen derecho a la Evaluación Permanente; el alumno que registra asistencia mayor o igual al 70% de las sesiones programadas durante el semestre. El que registra asistencias entre el 55 y 70% se les considerará las Evaluaciones Permanentes que haya rendido. El que registra menos del 55% de asistencia no tiene derecho a la Evaluación Permanente consignándose en el Promedio de esta evaluación la nota de CERO (00). Cada uno de los componentes de la Evaluación Permanente se calificarán según la escala: DESCRIPCIÓN EXCELENTE BUENO REGULAR DESAPROBADO REPROBADO

OBJETIVOS Logró los objetivos Logró los objetivos con dificultad Está en proceso de lograr los objetivos Aún no logra alcanzar los objetivos No respondió, no se presentó

ESCALA EVALUATIVA 18, 19, 20 15, 16, 17 11, 12, 13, 14 09, 10 00

7.3 Dos tardanzas equivalen a una falta o inasistencia. Sólo se permite justificar hasta 02 inasistencias y por autorización expresa del Director de Escuela.

VIII.

PROGRAMA ANALÍTICO DEL PRIMER SEMESTRE PRIMERA SEMANA : Primera Sesión: Panorama de las máquinas eléctricas, definiciones básicas, clasificación, características comunes de las máquinas eléctricas. Segunda Sesión: Circuitos magnéticos, parámetros, materiales magnéticos, Leyes generales. Fuente: “Máquinas eléctricas I ” .Ing. Darío Biella-Bianchi, . Lectura: Páginas del 1 – 14, 38 – 49. revisar ley de Faraday, ley de Ampere. SEGUNDA SEMANA : Primera Sesión: Tipos de circuitos magnéticos, analogía con un circuito eléctrico. Segunda Sesión: Resolución de problemas con circuitos magnéticos Fuente: “ Máquinas Eléctricas estáticas” . Lectura: Páginas 72 –156.

TERCERA SEMANA : Primera Sesión: Transformadores, definiciones, tipos básicos, el transformador ideal. Segunda Sesión: El transformador real , circuito equivalente del transformador monofásico, diagrama fasorial. Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman. Lectura: Páginas. 41 - 65 CUARTA SEMANA Primera Sesión: Resolución de problemas sobre circuito equivalente de transformadores. Segunda Sesión: Ensayo de transformadores, regulación y eficiencia de transformadores, análisis por unidad. Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman. Lectura: Páginas 65 – 87 determinación de los parámetros del circuito equivalente. Primera práctica calificada QUINTA SEMANA: Primera Sesión: Resolución de problemas, sobre ensayo de transformadores, regulación y eficiencia. Segunda Sesión: El autotransformador, circuito equivalente, ventajas, desventajas y aplicaciones. Fuente: “ Máquinas Eléctricas y transformadores”, I. L. KOSOW Lectura: Páginas 637 –648. SEXTA SEMANA: Primera Sesión: Los transformadores monofásicos en sistemas trifásicos, tipos de conexión trifásica, conexiones trifásicas de transformadores monofásicos. Segunda Sesión: Transformadores trifásicos, tipos, formas de conexión, índice horario. Resolución de Problemas Fuente: “Máquinas Eléctricas Estáticas” Tomo II, M. Salvador G. Serie Habich Lectura: Páginas. 513 – 533 SEPTIMA SEMANA Primera Sesión: Paralelo de transformadores monofásicos y trifásicos, requisitos para la puesta en paralelo, reparto de carga, Influencia del índice horario en la conexión en paralelo de transformadores. Segunda Sesión: .Resolución de problemas Fuente: “Máquinas Eléctricas Estáticas” Tomo II, M. Salvador G. Serie Habich Lectura: Páginas. 513 – 533 OCTAVA SEMANA : PRIMER EXAMEN PARCIAL NOVENA SEMANA :

Primera Sesión: Máquinas Asíncronas o de Inducción, aspectos constructivos, clasificación. Motores de jaula de ardilla y motores de anillos rozantes, curvas características. Segunda Sesión: Principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas, aplicaciones. Deslizamiento del rotor de una máquina de inducción, velocidad de sincronismo, análisis de la frecuencia eléctrica, factor de potencia. Resolución de problemas Fuente: “Máquinas Eléctricas y Transformadores” IRVING L. KOSOW Lectura: Páginas, 345-363 DÉCIMA SEMANA : Primera Sesión: Circuito equivalente de un motor de Inducción. Determinación de los parámetros del circuito equivalente de un motor de inducción, prueba de vacío, prueba de rotor bloqueado. Flujo de potencia y pérdidas en un motor de inducción. Resolución de Problemas Segunda Sesión: Par máximo, aplicación del teorema de Thévenin, problemas Tipos de arranque de motores Fuente : “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman. DECIMO PRIMERA SEMANA: Primera Sesión: Máquinas de corriente continua, aspectos constructivos, clasificación, aplicaciones. Máquinas de corriente continua, circuitos equivalentes. Segunda Sesión: Máquinas de corriente continua, reacción de armadura, problemas de conmutación ecuaciones del voltaje generado y el par producido. .Flujo de potencia y pérdidas en máquinas de corriente continua Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman.. Lectura: Páginas 183 – 223. DECIMA SEGUNDA SEMANA: Primera Sesión: Motor y generador de corriente contínua con excitación independiente y auto excitación. Circuitos equivalentes, Segunda Sesión: Resolución de problemas con participación de los alumnos Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman.. Lectura: Paginas 233 – 331 , Motores y generadores DC. Segunda practica calificada DECIMA TERCERA SEMANA: Primera Sesión: Motor y generador de corriente contínua Curvas caracteristicas Segunda Sesión: Controladores de velocidad y arrancadores de los motores DC. El sistema Ward Leonard. Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman.. Lectura: Paginas 233 – 331 , Motores y generadores DECIMO CUARTA SEMANA:: Primera Sesión:

Máquinas síncronas, aspectos constructivos, tipos, aplicaciones Segunda Sesión: Generador síncrono, circuito equivalente, relaciones par, potencia y voltaje generado Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman. Lectura: Páginas 375 - 441 DECIMO QUINTA SEMANA : Primera Sesión: Resolución de problemas . Segunda Sesión: Operación en paralelo de generadores sincrónicos Fuente: “Máquinas Eléctricas”, Stephen J. CHapman. Lectura: Páginas 395 - 426 DECIMO SEXTA SEMANA : . SEGUNDO EXAMEN PARCIAL : DECIMO SÉTIMA SEMANA EXÁMENES SUSTITUTORIOS Llenado de Actas. IX.

FUENTES DE INFORMACIÓN 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

STEPHEN J. CHAPMAN :“Máquinas Eléctricas” IRVING L. KOSOW :“Máquinas Eléctricas y Transformadores” ING. DARIO BIELLA – BIANCHI :“ Máquinas Eléctricas I ” A. E. FITZGERALD : “ Máquinas Eléctricas” M. SALVADOR G. SERIE HABICH “Máquinas Eléctricas Estáticas” T. I y II C. B. GRAY - ALFAOMEGA : “Máquinas Eléctricas y Sistemas Accionadores”

Ing. Luis Aquije Tueros.