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Transcript
PROGRAMA DOCENTE
Datos administrativos
Código da materia
Nome da materia
Créditos aula/grupo (A)
Créditos laboratorio/grupo (L)
Créditos prácticas/grupo (P)
Número grupos Aula
Número grupos Laboratorio
Número grupos Prácticas
Anual /Cuatrimestral
Departamento
Área de coñecemento
3041004350
Electrotecnia Xeral
15.0
3.0
0.0
1
4
0
Anual
Enxeñería Eléctrica
Enxeñería Eléctrica
PROFESORADO DE LA MATERIA
Nome profesor/a
Código
Camilo José Carrillo González
953
M. Anxo Prieto Alonso
767
Créditos
Lugar e Horario Tutorías
(indicando A, L ou P)
7.5A; 6L
ETSEIM
Enx. Eléctrica, Despacho 142
11:00 a 13:00 Miercoles, Jueves y
Viernes
(1er Cuatrimestre)
7.5A; 6L
ETSEIM
Enx. Eléctrica, Despacho 243
12:00 a 13:00 de Lunes a Miércoles y
10:00 a 13:00 Jueves
(2º Cuatrimestre)
OBJETIVO
Se pretende que el alumno adquiera los conocimientos necesarios que le permitan enfrentarse a los
problemas eléctricos más habituales. Así como, poder reconocer y comprender el funcionamiento de los
elementos empleados en las instalaciones eléctricas. Dichos conocimientos se emplearán durantes las
prácticas de laboratorio.
1 de 6
TEMARIO
TEORÍA DE CIRCUITOS (1er Cuatrimestre)
TEMA I: INTRODUCCION, AXIOMAS Y ELEMENTOS DE CIRCUITOS (10 horas)
Lección 1.- Unidades.- Referencias de polaridad.- Circuito eléctrico.- Axiomas de Kirchoff.- Problemas
fundamentales en la teoría de circuitos.
Lección 2.- Elementos y su clasificación.- Resistencia: Definición, representación y modelo matemático.Fuentes independientes de tensión e intensidad: Definiciones, representaciones y modelos matemáticos.Fuentes dependientes de tensión e intensidad.
Lección 3.- Condensador: Definición, representación y modelo matemático.- Bobina: Definición,
representación y modelo matemático. Bobinas acopladas magnéticamente: Definiciones.- Ecuaciones de
flujos. Inductancias propias y mutuas. Representaciones y modelos matemáticos. Transformador ideal.Circuitos magnéticos.- Relaciones de Tensión.- Relaciones de Intensidad.
Lección 4.- Potencia y energía: Conceptos y definiciones.- Potencia y energía en elementos ideales:
resistencias, condensadores, bobinas, bobinas acopladas, transformadores y fuentes. Potencia y Energía en
fuentes reales.
Lección 5.- Asociaciones de los elementos de un circuito. Concepto de impedancia y admitancia
operacional.- Asociaciones paralelo y serie de: resistencias, condensadores y bobinas.- Divisores de
tensión.- Divisores de intensidad.
Lección 6.- Transformación estrella y triángulo.- Conversión de fuentes reales.- Modificación geométrica
de circuitos.
TEMA II: METODOS DE ANALISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS (15 horas)
Lección 7.- Topología de circuitos: Definiciones y representaciones de los circuitos.- Número y elección
de las ecuaciones independientes circulares y nodales. Ramas activas: ramas normalizadas y rama activa
generalizada.
Lección 8.- Análisis mediante ecuaciones circulares: Formas matriciales. Impedancias operacionales.
Escritura directa de las ecuaciones correspondientes al análisis por mallas: circuitos sin acoplamientos y
circuitos con acoplamientos.
Lección 9.- Análisis mediante ecuaciones nodales: Concepto de tensión de corte y formas matriciales.
Admitancias operacionales. Escritura directa de las ecuaciones correspondientes al análisis por nudos:
circuitos sin acoplamientos y circuitos con acoplamientos.
TEMA III: CIRCUITOS EN REGIMEN ESTACIONARIO SENOIDAL (25 horas)
Lección 10.- Determinación del régimen estacionario senoidal por el método simbólico.- Modelos de los
elementos pasivos básicos ante variables senoidales.- Concepto de impedancias y admitancias complejas.Circuitos básicos de corriente alterna: Serie y Paralelo.- Diagramas fasoriales de tensión e intensidad.Impedancias y admitancias de entrada a los dipolos pasivos.
Lección 11.- Potencia y energía en el régimen estacionario senoidal. Potencias instantánea, media y activa
en los elementos básicos.- Potencia y energía en los dipolos.- Potencia aparente y reactiva.- Potencia
compleja.- Diagrama fasorial de potencias.- Teorema de Boucherot.- El factor de potencia y su
importancia en los sistemas eléctricos.- Corrección del factor de potencia: Casos simples.- Medida de la
potencia: Vatímetros y Varímetros.
Lección 12.- Técnicas generales de análisis de circuitos en régimen estacionario senoidal.- Teoremas
fundamentales en régimen estacionario senoidal.
TEMA IV: SISTEMAS TRIFASICOS (25 horas)
Lección 13.- Introducción.- Fuentes y cargas en los sistemas trifásicos.- Secuencia de fase.- Tensiones e
intensidades en los sistemas trifásicos.- Teorema generalizado de Thevenin y Norton.- Conversión de
fuentes ideales y reales trifásicas.- Conversión de cargas trifásicas.
Lección 14.- Análisis de circuitos trifásicos equilibrados: Reducción a un circuito monofásico. Potencias
y su medida. Diagramas fasoriales. Compensación del factor de potencia.
Lección 15.- Análisis de circuitos trifásicos desequilibrados: Estrella. Triángulo. Diagramas fasoriales.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO:
Práctica nº 1: El galvanómetro como voltímetro (2 horas)
Práctica nº 2: El galvanómetro como amperímetro (2 horas)
2 de 6
Práctica nº 3: El galvanómetro como ohmímetro tipo serie (2 horas)
Práctica nº 4: Caracterización de una fuente real de tensión (2 horas)
Práctica nº 5: El osciloscopio como instrumento de medida (2 horas)
Práctica nº 6: Bobinas (2 horas)
Práctica nº 7: Bobinas acopladas (2 horas)
Práctica nº 8: Teorema de Thevenin (1 hora)
MÁQUINAS ELÉCTRICAS (2o Cuatrimestre)
TEMA 1 - INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
LECCIÓN 1: Circuitos magnéticos
Materiales magnéticos. Campo magnético cuasi-estacionario. Leyes fundamentales. Obtención de un
campo magnético. El circuito magnético ideal con excitación constante. Circuitos magnéticos con
entrehierro. Analogía entre circuito eléctrico y magnético. Circuito magnético excitado por una c.a.
LECCIÓN 2: Generalidades sobre máquinas eléctricas
La energía eléctrica. La máquina eléctrica. Postulados fundamentales. Balance de potencias en la
máquina eléctrica. Pérdidas y rendimiento en las máquinas eléctricas. Calentamiento. Aislantes.
Valores nominales de una máquina eléctrica. Regímenes de servicio. Protección de las máquinas
eléctricas. Clasificación general de las máquinas eléctricas.
TEMA 2 - TRANSFORMADORES
LECCIÓN 1: Introducción a los transformadores
Definición de transformador. Clasificación de los transformadores. Objeto y localización de los
transformadores en los sistemas eléctricos. Elementos básicos de un transformador. Símbolos
utilizados para representar los transformadores.
LECCIÓN 2: Transformador monofásico de potencia
Constitución del transformador monofásico de potencia. Principio de funcionamiento del
transformador ideal. Funcionamiento de un transformador real.
Circuito equivalente del
transformador. Ensayos del transformador de potencia. Corriente de conexión de un transformador.
Rendimiento. Variación de la tensión secundaria de un transformador. Transformadores con tomas.
Trabajo en paralelo de transformadores monofásicos.
LECCIÓN III: Transformadores trifásicos
Bancos trifásicos. Transformadores trifásicos. Comparación entre bancos trifásicos y transformadores
trifásicos. Métodos de conexión de los devanados del transformador trifásico. Transformador trifásico
en régimen equilibrado. Ensayos del transformador trifásico. Circuito equivalente. Designación de
polos y bornes sobre la tapa de un transformador. Índice horario. Características de las conexiones de
los transformadores trifásicos. Trabajo en paralelo de transformadores trifásicos.
LECCIÓN IV: Autotransformadores
Constitución. Principio de funcionamiento. Ventajas e inconvenientes de los autotransformadores.
Comparación entre un transformador y un autotransformador. Aplicaciones de los
autotransformadores.
LECCIÓN V: Transformadores de medida y protección
Introducción. Transformadores de tensión. Transformadores de intensidad.
TEMA III: MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
LECCIÓN I: Generalidades sobre máquinas eléctricas rotativas
Introducción. La máquina eléctrica rotativa. Constitución general de las máquinas eléctricas rotativas.
LECCIÓN II: FMM y campo magnético en el entrehierro de una máquina eléctrica
F.m.m. y campo magnético en el entrehierro de una máquina eléctrica. Campo creado por un devanado
concentrado de paso diametral. Campo creado por un devanado distribuido. Producción de campos
giratorios mediante devanados trifásicos. Teorema de Leblanc.
3 de 6
LECCIÓN III:
F.E.M. inducida en el devanado de una máquina eléctrica
F.e.m. inducida en un devanado de una máquina eléctrica. Factores que afectan a la F.e.m inducida en
un devanado: factor de forma, factor de distribución, factor de paso, factor de inclinación de las
ranuras.
TEMA IV:
MÁQUINAS ASÍNCRONAS
LECCIÓN I: Constitución y principio de funcionamiento
Introducción. Constitución de las máquinas de inducción. Principio de funcionamiento. Circuito
equivalente del motor de inducción. Ensayos del motor asíncrono. Balance de potencia en el motor de
inducción. Rendimiento eléctrico. Par interno. Modos de funcionamiento de la máquina asíncrona.
Estudio de la máquina síncrona mediante el diagrama del círculo.
LECCIÓN II: Arranque y regulación de velocidad del motor de inducción
El problema del arranque en los motores de inducción. Arranque de motores con rotor en jaula de
ardilla. Arranque de motores con rotor bobinado. Motores de doble jaula de ardilla. Motores con jaula
de ranura profunda. La regulación de velocidad. Regulación actuando sobre el número de polos.
Regulación actuando sobre el deslizamiento. Regulación actuando sobre la frecuencia.
LECCIÓN III: Motores de inducción monofásicos
Constitución y principio de funcionamiento. Arranque del motor de inducción monofásico. Aplicaciones.
TEMA V: LA MÁQUINA SÍNCRONA.
LECCIÓN I: Constitución y principio de funcionamiento
Aspectos constructivos. Tipos de generadores. Sistemas de excitación. Principio de funcionamiento
como alternador. Funcionamiento en carga: reacción de inducido. Diagrama fasorial de un alternador.
Análisis lineal de la máquina síncrona. Análisis no lineal de la máquina síncrona. Regulación de
tensión. Funcionamiento de un alternador en una red aislada. Funcionamiento como motor.
TEMA VI: LA MÁQUINA DE C.C.
LECCIÓN I: Constitución y principio de funcionamiento
Constitución. Principio de funcionamiento. Formas de excitación. Reacción de inducido.
Funcionamiento como motor: Motor con excitación serie, derivación y compuesta.
LECCIÓN II: Motor monofásico de c.a. con colector de delgas.
Constitución. Principio de funcionamiento.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO (2ºCuatrimestre)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
4 de 6
Ensayo en vacío de un transformador monofásico
Ensayo en cortocircuito de un transformador monofásico
Ensayo en carga de un transformador monofásico
Ensayo en carga de un transformador trifásico.
Ensayo en vacío de un motor de inducción trifásico
Ensayo a rotor bloqueado de un motor de inducción trifásico
Ensayo de un motor de inducción en carga
Característica de vacío de un alternador.
Motor de continua con excitación derivación.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BIBLIOGRAFÍA PARA CLASES DE AULA
Teoría de Circuitos (1er Cuatrimestre)
- BÁSICA:
“Teoría de Circuitos”; V.M. Parra, J. Ortega, A. Pastor y A. Pérez-Coyto; UNED
“Ejercicios Resueltos de Teoría de Circuitos”; E. González, C. Garrido y J. Cidrás, Torculo Edicións
“Circuitos”; A. Bruce Carlson, Thomson
- COMPLEMENTARIA:
“Teoría de Circuitos Eléctricos”; R. Sanjurjo, E. Lázaro, P. Rodríguez, Mc Graw Hill
“Circuitos Eléctricos”; J.A. Edminister y M. Nahvi, Mc Graw Hill
“Teoría de Circuitos”; A. Bruce Carlson, Thomson
“Solution Manual to Accompany Circuits”; A. Bruce Carlson, Thomson
“Análisis Introductorio de Circuitos”, R.L. Boylestad, Prentice Hall
“Fundamentos de Circuitos Eléctricos”, A. Sadiku, Mc Graw Hill
Máquinas Eléctricas (2o Cuatrimestre)
“Máquinas Eléctricas”; Jesús Fraile Mora. Serv. Publicaciones R. O. P. ETSI de C.C. y P. Madrid.
“Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas”. Tomos: I a IV; M. Cortés Cherta. Editores Tec. Asoc.
“Convertidores electromecánicos de energía”; G. Herranz Acero. Marcombo.
“Transformadores”; Enrique Ras Oliva. Marcombo
“Electrotecnia general. Máquinas eléctricas”; Jesús Ortega Jiménez. Secc. de Pub. de la ETSII de Madrid.
“Máquinas eléctricas”; Fitzgerald, Kingsley y Umans. Mc Graw Hill
“Máquinas eléctricas”; Stephen J. Chapman. Mc Graw Hill
BIBLIOGRAFÍA PARA PRÁCTICAS:
Teoría de Circuitos (1er Cuatrimestre)
- BÁSICA:
“Manual de Prácticas”; Dpto. de Enxeñería Eléctrica
- COMPLEMENTARIA:
“Análisis Introductorio de Circuitos”; R.L. Boylestad, Prentice Hall
Máquinas Eléctricas (2o Cuatrimestre)
Manual de Practicas de laboratorio.
5 de 6
MÉTODO DOCENTE
Clases de Aula (lección magistral)
Clases de Problemas
Prácticas de Laboratorio
Tutorías
MÉTODO DE EVALUACIÓN
Número de probas parciais: 2 (Común para docencia de aulas y prácticas)
Tipo de Avaliacións:
Avaliación da docencia de Aulas: Escrita.
Avaliación da docencia de Prácticas: Escrita.
Avaliación da docencia de Laboratorios: Escrita (memorias de cada práctica)
Criterios de valoración:
La asignatura se divide en dos cuatrimestres: Teoría de Circuitos (1 er Cuatrimestre) y Máquinas Eléctricas (2o
Cuatrimestre), de los que se realizarán sendos exámenes parciales. Para superar dichos cuatrimestres es
necesario aprobar su examen parcial o bien la parte correspondiente al cuatrimestre en uno de los exámenes
oficiales.
Superado algunos de los cuatrimestres, la nota se conserva de forma independiente al resultado obtenido en el
examen del otro cuatrimestre, siempre y cuando el alumno se matricule y se presente a exámenes en años
sucesivos para superar el total de la materia.
La evaluación de los alumnos se llevará a cabo mediante exámenes escritos, que se aprueban con una nota de
al menos 5.
Criterios Adicionales para Teoría de Circuitos (1er Cuatrimestre): Es necesario obtener una calificación de al
menos 2 sobre 10 en cada uno de los problemas de los que conste el examen. Es necesaria la realización de
prácticas de laboratorio con sus correspondientes memorias para poder superar la asignatura.
Criterios Adicionales para Máquinas Eléctricas (2º Cuatrimestre): Es necesario obtener una calificación de al
menos 3,5 puntos sobre 10 en cada una de las partes (teoría y problemas) de las que conste el examen. Es
necesaria la realización de prácticas de laboratorio con sus correspondientes memorias para poder superar la
asignatura.
En cada proba indicaranse as datas de publicación das calificacións e de revisión
OUTROS DATOS DE INTERÉS
En
la
página
web
del
departamento
del
departamento
de
Enxeñería
Eléctrica
(www.uvigo.es/webs/t02/webt02/) se puede encontrar información útil sobre las materias impartidas.
Vigo, 22 de Julio de 2002
Camilo José Carrillo González
6 de 6
Manuel Anxo Prieto Alonso