UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE … · Leyes (Faraday, Lenz, Biot-Savart, Ampere )...

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UANL - FIME Nombre de la Unidad de Aprendizaje 1 IT-7-ACM-04-R03 Revisión: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Máquinas Eléctricas 1 Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 11 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 11 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura () Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 2 Fecha de elaboración: 7 Mayo 2016 Fecha de la última actualización: 7 Mayo 2016 Responsables del diseño: M. C. Juan Rafael Cervantes Vega, M. C. Jorge Alberto Gutiérrez Espinosa Presentación: Esta unidad de aprendizaje está dividida en 10 prácticas de Laboratorio, en la primera práctica se tratan las leyes fundamentales de las máquinas eléctricas, en la segunda la obtención de la curva de magnetización de un material ferromagnético, en la tercera, la visualización del lazo de histéresis con un osciloscopio, en la cuarta, la obtención de pérdidas de un núcleo de una máquina eléctrica, en la quinta, las partes de una máquinas de C.D., en la sexta, las características de vacío de un generador excitado por separado y autoexcitado, en la séptima, las características de un generador con carga, en la octava, la prueba de vacío de un motor de C.D. en vacío, con el campo en derivación, en la novena, la prueba de carga de un motor en derivación, en la décima, la prueba de carga de un motor compound.

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Máquinas Eléctricas 1 Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 11 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 11 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura () Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 2 Fecha de elaboración: 7 Mayo 2016 Fecha de la última actualización: 7 Mayo 2016 Responsables del diseño: M. C. Juan Rafael Cervantes Vega, M. C. Jorge Alberto Gutiérrez Espinosa

Presentación:

Esta unidad de aprendizaje está dividida en 10 prácticas de Laboratorio, en la primera práctica se tratan las leyes fundamentales de las

máquinas eléctricas, en la segunda la obtención de la curva de magnetización de un material ferromagnético, en la tercera, la visualización del lazo

de histéresis con un osciloscopio, en la cuarta, la obtención de pérdidas de un núcleo de una máquina eléctrica, en la quinta, las partes de una

máquinas de C.D., en la sexta, las características de vacío de un generador excitado por separado y autoexcitado, en la séptima, las características

de un generador con carga, en la octava, la prueba de vacío de un motor de C.D. en vacío, con el campo en derivación, en la novena, la prueba de

carga de un motor en derivación, en la décima, la prueba de carga de un motor compound.

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Propósito:

Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad formar estudiantes de ingeniería competentes que integran los conocimientos, habilidades y

actitudes para entender el proceso de conversión de la energía, así como el funcionamiento de las Máquinas Eléctricas de CD que llevan a cabo

dicho proceso. Así como impulsar a los estudiantes a aterrizar experimentalmente los parámetros de los circuitos magnéticos que intervienen en su

comportamiento bajo diferentes condiciones de trabajo, vistos en clase, así como la selección de la Máquina más adecuadas para cada aplicación.

Competencias del perfil de egreso:

a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:

Competencias instrumentales:

• Analiza estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que el permitan la toma de decisiones

oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y

expresar ideas, sentimientos y teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramientas para el acceso a la información y su transformación en

conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva

en la sociedad.

Competencias personales y de interacción social

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a

la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una

sociedad sostenible

Competencias integradoras

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• Explicar los fundamentos de los circuitos magnéticos, sus magnitudes, propiedades y características, usando el equipo de laboratorio, para

comprender los conceptos de las leyes que se aplican así como el concepto de inductancia y su relación con la corriente eléctrica.

• Explicar la relación entre los parámetros de corriente de excitación y voltaje inducido, para la obtención de la curva de magnetización de

un material ferromagnético de un núcleo.

• Explicar la relación entre B y H en un material ferromagnético al excitarse, con base en la teoría de los materiales ferromagnéticos, para la

demostración del fenómeno de histéresis en un material de un núcleo.

• Explicar los parámetros que intervienen en el cálculo de las pérdidas del núcleo, mediante la metodología expuesta en el folleto del

laboratorio, para relacionar estos parámetros con los temas vistos en clase.

• Identificar las partes principales de una máquina de C.D. usando el equipo de Laboratorio, para relacionar lo visto en clase con la máquina

real.

• Identificar los parámetros que determinan el voltaje en terminales en un generador de C.D., usando el equipo de laboratorio, para

comprobar la teoría de las máquinas eléctricas.

• Identificar la forma en que varía el voltaje en terminales en un generador de C.D. conforme aumenta la carga alimentada, usando el equipo

de laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas eléctricas.

• Identificar los parámetros que determinan el funcionamiento de un motor de C.D., usando el equipo de laboratorio, para comprobar la

teoría de las máquinas eléctricas.

• Identificar la forma en que varía el voltaje y corriente en un motor de C.D. conforme aumenta la carga alimentada, usando el equipo de

laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas eléctricas.

• Identificar la forma en que varía el voltaje y corriente en un motor de C.D. compuesto, conforme aumenta la carga alimentada, usando el

equipo de laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas

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Representación gráfica

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Competencias de la Unidad de

Aprendizaje

Instrumentales

Personales y de Interacción

Social

Integradoras

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Unidad temática1: Comprobación de leyes Faraday, Lenz e inductancia Competencias particulares: Explicar los fundamentos de los circuitos magnéticos, sus magnitudes, propiedades y características, usando el equipo de laboratorio, para

comprender los conceptos de las leyes que se aplican así como el concepto de inductancia y su relación con la corriente eléctrica.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Explicar los

fundamentos de

los circuitos

magnéticos, sus

magnitudes,

propiedades y

características,

usando el equipo

de laboratorio,

para comprender

los conceptos de

las leyes que se

aplican así como

el concepto de

inductancia y su

relación con la

corriente

eléctrica.

Reporte de

práctica de

comprobación de

leyes Faraday,

Lenz e inductancia

El reporte debe

contener:

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar una reporte de las leyes

fundamentales de las máquinas

eléctricas (Faraday, Lenz) y del

concepto de Inductancia.

1. Campo

Magnético.

2. Fuerza

magnetomotriz.

3. Flujo.

4. Propiedades de

los materiales.

5. Leyes

(Faraday, Lenz,

Biot-Savart,

Ampere )

6. Circuitos

Magnéticos.

7. Imanes

Permanentes.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

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Unidad temática2: Curva característica de un material ferromagnético Competencias particulares: Explicar la relación entre los parámetros de corriente de excitación y voltaje inducido, para la obtención de la curva de magnetización de un

material ferromagnético de un núcleo.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Explicar la

relación entre los

parámetros de

corriente de

excitación y

voltaje inducido,

para la obtención

de la curva de

magnetización de

un material

ferromagnético

de un núcleo.

Reporte de curva

de magnetización

El reporte debe

contener:

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar un reporte de la

obtención de la curva de

magnetización de un material

ferromagnético.

8. Campo

Magnético.

9. Fuerza

magnetomotriz.

10. Flujo.

11. Propiedades de

los materiales.

12. Leyes

(Faraday, Lenz,

Biot-Savart,

Ampere )

13. Circuitos

Magnéticos.

14. Imanes

Permanentes.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

Unidad temática3: Obtención con osciloscopio del lazo de histéresis Competencias particulares: Explicar la relación entre B y H en un material ferromagnético al excitarse, con base en la teoría de los materiales ferromagnéticos, para la

demostración del fenómeno de histéresis en un material de un núcleo.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

Explicar la

relación entre B

y H en un

material

ferromagnético al

excitarse, con

base en la teoría

de los materiales

ferromagnéticos,

para la

demostración del

fenómeno de

histéresis en un

material de un

núcleo.

Reporte de

práctica lazo de

histéresis

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar un reporte de lazo de

histéresis en un material de un

transformador eléctrico.

15. Campo

Magnético.

16. Fuerza

magnetomotriz.

17. Flujo.

18. Propiedades de

los materiales.

19. Leyes

(Faraday, Lenz,

Biot-Savart,

Ampere )

20. Circuitos

Magnéticos.

21. Imanes

Permanentes.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

Unidad temática 4: Medición de pérdidas en los materiales ferromagnéticos Competencias particulares: Explicar los parámetros que intervienen en el cálculo de las pérdidas del núcleo, mediante la metodología expuesta en el folleto del laboratorio,

para relacionar estos parámetros con los temas vistos en clase.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Explicar los

parámetros que

intervienen en el

cálculo de las

pérdidas del

Reporte de

práctica de la

obtención de las

pérdidas del

núcleo

El reporte debe

contener:

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

Realizar un reporte de la

obtención de las pérdidas del

núcleo

22. Campo

Magnético.

23. Fuerza

magnetomotriz.

24. Flujo.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

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núcleo, mediante

la metodología

expuesta en el

folleto del

laboratorio, para

relacionar estos

parámetros con

los temas vistos

en clase.

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

25. Propiedades de

los materiales.

26. Leyes

(Faraday, Lenz,

Biot-Savart,

Ampere )

27. Circuitos

Magnéticos.

28. Imanes

Permanentes.

Conexión

Unidad temática 5: Estudio elemental de una máquina de CD

Competencias particulares: Identificar las partes principales de una máquina de C.D. usando el equipo de Laboratorio, para relacionar lo visto en clase con la máquina real.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar las

partes principales

de una máquina

de C.D. usando

el equipo de

Laboratorio, para

relacionar lo

visto en clase con

la máquina real.

Reporte de

práctica de las

partes principales

de una máquina de

C.D.

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

Realizar un reporte de las partes

principales de una máquinas de

C.D.

29. Máquinas de

C.D.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

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• Referencias

consultadas

Unidad temática 6: Características de vacío de un generador excitado por separado y autoexcitado

Competencias particulares: Identificar los parámetros que determinan el voltaje en terminales en un generador de C.D., usando el equipo de laboratorio, para comprobar la

teoría de las máquinas eléctricas.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar los

parámetros que

determinan el

voltaje en

terminales en un

generador de

C.D., usando el

equipo de

laboratorio, para

comprobar la

teoría de las

máquinas

eléctricas.

Reporte de

práctica de

Generador de

C.D.

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar un reporte de práctica

de Generador de C.D.

30. Características de

los generadores

de C.D.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

Unidad temática 7: Características de vacío de un generador excitado por separado y autoexcitado en paralelo con carga

Competencias particulares: Identificar la forma en que varía el voltaje en terminales en un generador de C.D. conforme aumenta la carga alimentada, usando el equipo de

laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas eléctricas.

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar la

forma en que

varía el voltaje

en terminales en

un generador de

C.D. conforme

aumenta la carga

alimentada,

usando el equipo

de laboratorio,

para comprobar

la teoría de las

máquinas

eléctricas.

Reporte de

práctica de

Generador de

C.D. con carga

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar un reporte de práctica

de Generador de C.D. con

carga

31. Características de

los generadores

de C.D. con carga

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

Unidad temática 8: Prueba de vacío de un motor de CD con campo en derivación

Competencias particulares: Identificar los parámetros que determinan el funcionamiento de un motor de C.D., usando el equipo de laboratorio, para comprobar la teoría de las

máquinas eléctricas.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar los

parámetros que

determinan el

Reporte de

práctica de motor

de C.D.

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

Realizar un reporte de práctica

de motor de C.D.

32. Características de

los motores de

C.D.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

funcionamiento

de un motor de

C.D., usando el

equipo de

laboratorio, para

comprobar la

teoría de las

máquinas

eléctricas.

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

Unidad temática 9: Prueba de carga de un motor en derivación

Competencias particulares: Identificar la forma en que varía el voltaje y corriente en un motor de C.D. conforme aumenta la carga alimentada, usando el equipo de

laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas eléctricas.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar la

forma en que

varía el voltaje y

corriente en un

motor de C.D.

conforme

aumenta la carga

alimentada,

usando el equipo

de laboratorio,

para comprobar

la teoría de las

máquinas

Reporte de

práctica de motor

de C.D. con carga

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

Realizar un reporte de práctica

de motor de C.D. con carga

33. Características de

los motores de

C.D. con carga.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

eléctricas.

consultadas

Unidad temática 10: Prueba de carga de un motor compound Competencias particulares: Identificar la forma en que varía el voltaje y corriente en un motor de C.D. compuesto, conforme aumenta la carga alimentada, usando el equipo de

laboratorio, para comprobar la teoría de las máquinas.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar la

forma en que

varía el voltaje y

corriente en un

motor de C.D.

compuesto,

conforme

aumenta la carga

alimentada,

usando el equipo

de laboratorio,

para comprobar

la teoría de las

máquinas.

Reporte de

práctica de motor

compuesto de

C.D. con carga

El reporte debe

contener:.

• Portada/Título

• Objetivo

• Marco teórico

• Procedimiento

• Cálculos

teóricos y

experimentales

• Observaciones

• Conclusiones

• Referencias

consultadas

Realizar un reporte de práctica

de motor compuesto de C.D.

con carga

34. Características de

los motores de

C.D. con carga.

✓ Manual de Prácticas de

Laboratorio

✓ Aula

✓ Equipo de Laboratorio

✓ Equipo de Medición y

Conexión

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Reporte de práctica de comprobación de leyes Faraday, Lenz e inductancia 9%

Reporte de curva de magnetización 9%

Reporte de práctica lazo de histéresis 9%

Reporte de práctica de la obtención de las pérdidas del núcleo 9%

Reporte de práctica de las partes principales de una máquina de C.D. 9%

Reporte de práctica de Generador de C.D. 9%

Reporte de práctica de Generador de C.D. con carga 9%

Reporte de práctica de motor de C.D. 9%

Reporte de práctica de motor de C.D. con carga 9%

Reporte de práctica de motor compuesto de C.D. con carga 9%

Producto integrador de aprendizaje: Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará un reporte general que contendrá todas las

prácticas desarrolladas durante el laboratorio. También se hará una crítica constructiva hacia el profesor con sugerencias para la mejora del

laboratorio.

Producto integrador 10 %

.

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Circuitos magnéticos y transformadores

▪ Autor: EE Staff MIT

▪ Editorial: Reverte

Libro: Manual de Laboratorio

▪ Autor: Agustín Iglesias

Book: Electric Machinery

▪ Autor: Arthur Eugene Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen Umans

▪ Editorial: McGraw Hill

Artículo

Link http://www.mcb.com.mx/ (Tema máquinas de C.D.)

Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico mínimo de maestría, así como ser competente en el manejo de los equipos de medición y contextos

pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante.

Ficha bibliográfica del profesor: M. C. Juan Rafael Cervantes Vega

Ingeniero Mecánico Electricista

Sub Coordinador de la División de Ingeniería Eléctrica.

Catedrático de FIME

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Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

M. C. Jorge Alberto Gutiérrez Espinosa

Ingeniero Mecánico Electricista

Jefe de Academia de Máquinas Eléctricas

Catedrático de FIME

JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE ELÉCTRICA