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Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación

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I. Datos Generales de la Asignatura

Unidad Académica Programa Educativo Área Académica Año – Semestre

Irrigación Ingeniería en Irrigación Ciencias Básicas 4° – 2do.

Clave Denominación de la Asignatura Fecha de

Elaboración

Fecha de

Aprobación

Fecha de

Revisión

Electricidad Enero/2018

Área del conocimiento: Ciencias Básicas

Nivel Carácter Tipo Modalidad

Medio Superior ( ) Obligatoria ( x ) Teórico ( ) Presencial ( x )

Licenciatura ( x ) Optativa ( ) Práctico ( ) Mixto ( )

Posgrado ( ) Electiva ( ) Teórico-Práctico ( x ) En línea ( )

Responsable del

Programa:

Dr. Mario Alberto Vázquez Peña Dr. Federico Félix Hahn Schlam

Distribución de horas formativas

Horas Semanales Horas Semestrales Créditos

Totales Teoría Práctica

Estudio

independiente Teoría Práctica Totales

3 1.5 2.25 48 24 0 72 6.75


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Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):

El curso de Electricidad presenta al estudiante los principios básicos de electricidad y operación de los principales componentes eléctricos, así como algunos circuitos de aplicación elemental, como herramientas para la instrumentación de motores e instalaciones eléctricas y el control de procesos industriales.

Para los procesos de automatización que se han integrado en las áreas de la irrigación y de la agronomía, el ingeniero en formación será capaz de implementar, instalar, mantener e innovar dichos procesos. Lo anterior, ya que contará con los conocimientos y habilidades requeridas para cumplir y resolver problemáticas que se presenten dentro de las áreas antes mencionadas.

La asignatura de Electricidad es un curso teórico-práctico, de carácter obligatorio y se imparte en el segundo semestre del cuarto año de la carrera. El curso está comprendido por cinco unidades que van a brindar los conocimientos y habilidades para realizar procesos de electricidad dentro del campo de la irrigación.

El curso se centra en la participación activa del alumno y el profesor es un mediador entre los conocimientos y el estudiante, por lo que el aprendizaje durante el curso es basado en el constructivismo. El profesor será un facilitador para que el estudiante se apropie de los conocimientos. Para la evaluación se considera la aplicación de tres exámenes de carácter teórico, así como informe de prácticas que corresponde al estudio independiente. La asignatura tiene una relación vertical con las asignaturas de Estática Básica, Cálculo Multivariado y Programación. Igualmente

tiene relación horizontal con las asignaturas de Fundamentos de Matemáticas y Cálculo y Algebra Lineal.


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II. Propósito y Competencia (s) académica (s) de la asignatura.

Propósito

Describa los principios de operación de los dispositivos y circuitos eléctricos de mayor aplicación tales como la Ley de ohm,

carga, circuitos en serie por paralelo para su implementación en la ingeniería.

Competencias genéricas

Identifica, formula y resuelve problemas de ingeniería.

Concibe, diseña, elabora y desarrolla proyectos de ingeniería.

Contribuye a la generación de desarrollos tecnológicos y/o innovaciones tecnológicas

Competencias profesionales

Caracteriza, diagnostica y planea el manejo de los recursos naturales utilizando las técnicas y procedimientos que más se

adecuen a la información disponible, para propiciar su conservación a un costo mínimo y con una visión de sostenibilidad.

Diseña, rehabilita o moderniza y opera la infraestructura hidroagrícola o agropecuaría para la aplicación eficiente del riego y

el manejo de los insumos y las cosechas, con la finalidad de incrementar la productividad de los sistemas, empleando

materiales y estrategias que con un gran sentido humano disminuyan el impacto negativo al medio ambiente.

Competencias académicas

Analiza circuitos eléctricos y magnitudes involucradas para aplicar los principios de diseño elemental en lo referente a fuentes

de poder y operación de motores eléctricos e instalaciones.

Instala circuitos eléctricos que permitan funcionar y operar eficazmente los sistemas que sean requeridos dentro del campo

de la irrigación, agronomía o áreas afines.


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III. Evidencias Generales de Desempeño.

Productos o evidencias

Generales Estrategias y Criterios Generales de Evaluación de Desempeño

Exámenes Respuesta correcta, procedimientos correctos

Informe de prácticas (estudio

independiente) Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico y presentación.


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IV. Estructura Básica del programa

Unidad de aprendizaje No. 1 Conceptos básicos de circuitos eléctricos

Horas teoría 6

Horas práctica 4

Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:

Conozca las variables eléctricas a partir de presentaciones didacticas para adentrarse en el conocimiento y en la terminología de la

electricidad.

Contenido de la Unidad de Aprendizaje

Elementos de la Competencia

Conocimientos Habilidades Actitudes y valores

1.1. Carga

1.2. Corriente

1.3. Voltaje

1.4. Potencia

1.5. Dirección Referencia

1.6. Resistencia

1.7. Leyes de Ohm

1.8. Potencia Disipada

1.9. Características de la Resistencia

1.10. Voltímetro y Seguridad en el

Laboratorio

1.11. Cálculo de la Potencia en una

Resistencia

Identifica las características eléctricas

de cualquier dispositivo.

Determina la potencia de cualquier

equipo.

Utiliza un voltímetro para medir voltaje,

resistencia y corriente.

Mide voltajes con seguridad para

evitar daños personales.

Actitudes

Puntualidad

Disciplina

Tolerancia (a diversidad)

Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso

Solidaridad

Materiales y recursos a utilizar

Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación

Aula

Laboratorio de Electricidad e Hidráulica

Pizarrón

Proyector digital

Presentaciones en PowerPoint

Internet


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Lecturas

Catálogos

Exposición

Videos demostrativos

Material y equipo especializado

Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje

Promueve el aprendizaje colaborativo

Hace preguntas

Utiliza el presentaciones para el tema

Pone atención

Toma notas

Hace preguntas

Resuelve ejercicios

Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño

Respuesta correcta, procedimientos correctos

Bibliografía Básica

1. Baird, D.C. 1991. Experimentación. Una introducción a la teoría de medición y al diseño de experimentos. Prentice Hall. 207

pp.

2. Holman, J.P. 1981. Métodos experimentales para ingenieros. McGraw Hill. 447 pp.

3. Johnson C. 1988. Process control instrumentation technology. Printice Hall. 591 pp.

4. R. Boylestad & L. Nashelsky. Electrónica: teoría de circuitos. Prentice-Hall, Quinta Edición, 1994

ACTIVIDADES PRÁCTICAS 1:

TITULO: Uso del voltímetro.

PROPOSITO: Mida cargas resistivas, corrientes e identificar si están en paralelo o en serie y verificar la Ley de ohm.

TIEMPO: 4h.

LUGAR: Laboratorio de Hidráulica.


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Unidad de aprendizaje No. 2 Análisis de Circuitos de Corriente Directa

Horas teoría 8

Horas práctica 0


Utilice las leyes los elementos básicos y el funcionamiento de un circuito en corriente directa en el laboratorio para calcular las

variables eléctricas del circuito y compararlas en el laboratorio.




2.1. Circuito y sus elementos resistencia,

capacitancia e indutancia

2.2. Redes en Serie y en Paralelo

2.3. Leyes de Kirchhoff

2.3.1. Análisis por nodos

2.3.2. Análisis por mallas

2.4. Circuito RC y RL

Evalúa corriente y voltaje de un

circuito de corriente directa.

Evalúa corriente y voltaje de un

circuito de corriente alterna.

Identifica las bases de la operación de

los capacitores y las bobinas.

Determina las constantes de tiempo de

los circuitos RC y RL.

Actitudes

Puntualidad

Disciplina

Tolerancia (a diversidad)

Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso

Solidaridad



Aula

Laboratorio de Hidráulica

Pizarrón

Lecturas

Catálogos

Exposición

Proyector digital

Presentaciones en PowerPoint y PDF

Internet





8


Hace preguntas


Pone atención

Toma notas

Hace preguntas

Resuelve ejercicios



1. Baird, D.C. 1991. Experimentación. Una introducción a la teoría de medición y al diseño de experimentos. Prentice Hall. 207 pp.





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Unidad de aprendizaje No. 3 Análisis de Circuitos Eléctricos utilizando Corriente Alterna

Horas teoría 10.5

Horas práctica 4


Reconozca las propiedades de la corriente alterna su medición y como conectarla para utilización en el campo agrícola.




3.1. Amplitud, Frecuencia y Fase de una

Corriente Eléctrica, Mediciones RMS

3.2. Circuitos monofásicos, bifásicos y

trifásicos

3.3. Circuitos Complejos y Fasores

3.4. Potencia Reactiva, Activa y Factor de

Potencia

3.5. Circuitos en Estrella y en Delta

3.6. Producción de la energía alterna

3.7. Transformadores

Mide la frecuencia en la línea eléctrica.

Conecta circuitos monofásicos,

bifásicos y trifásicos.

Evalúa de los circuitos eléctricos de

corriente alterna usando fasores.

Mide la potencia reactiva y determinar

el factor de potencia.

Actitudes

Puntualidad

Disciplina

Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso



Aula


Pizarrón

Lecturas

Catálogos

Exposición

Proyector digital


Internet





10


Hace preguntas


Pone atención

Toma notas

Hace preguntas

Resuelve ejercicios


Examen teórico 1 (tres unidades) Respuesta correcta, procedimientos correctos







TITULO: Uso del voltímetro y amperímetros.

PROPÓSITO: Mida cargas monofásicas, trifásicas y la frecuencia de la línea a través de ejercicios

TIEMPO: 4h.

LUGAR: Laboratorio de Hidráulica.


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Unidad de aprendizaje No. 4 Motores Eléctricos

Horas teoría 11.5

Horas práctica 6


Identifique los tipos de motores con base a sus características para su instalación de acuerdo a la fuente de alimentación.




4.1. Principios de Máquinas Eléctricas. Par y

Velocidad

4.2. Motores de Corriente Directa

4.3. Motores de Corriente Alterna

Monofásicos

4.4. Motores de Corriente Alterna Trifásicos

Conecta un motor de corriente directa.

Conecta un motor monofásico e

intercambiar el capacitor.

Conecta a una línea trifásica un motor.

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Compromiso



Aula


Pizarrón

Lecturas

Catálogos

Exposición

Proyector digital


Internet


Herramientas de laboratorio (pinzas, desarmadores, cintas,

equipo de aislamiento)

Voltímetros, amperímetro y registradores



Hace preguntas


Pone atención

Toma notas

Hace preguntas


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Resuelve ejercicios


Examen Respuesta correcta, procedimientos correctos







TITULO: Motor de corriente directa

PROPOSITO: Instale y conecte un motor de corriente directa. Cambiar las escobillas

TIEMPO: 3h.

LUGAR: Tlapeaxco o Laboratorio de Hidráulica.


TITULO: Motores monofásicos y trifásicos.

PROPOSITO: Conecte un motor a la línea monofásica y otro a la trifásica para observar sentido de giro, corriente de arranque y

velocidad.

TIEMPO: 3h.



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Unidad de aprendizaje No. 5 Instalaciones de motores Eléctricas

Horas teoría 12

Horas práctica 10


Reconozca los componentes requeridos para conectar motores, controlar su velocidad y cambiar su giro en los sistemas de riego




5.1. Relevadores

5.2. Operación de un Arrancador

Monofásico, Cambio de Giro

5.3. Operación de un Arrancador Trifásico,

Cambio de Giro

5.4. Arranque a Tensión Reducida

5.5. Inversores de Corriente

5.6. Aplicaciones

Identifica las características de un

relevador.

Conecta un arrancador monofásico y

trifásico.

Conecta un arrancador a tensión

reducida.

Aplica en bombas hidráulicas,

compresores y ventiladores.

Actitudes

Puntualidad

Concentración

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Compromiso



Aula


Pizarrón

Lecturas

Catálogos

Exposición

Proyector digital


Internet




Hace presentación de video sobre la conexión de sistemas de

control eléctricos

Realiza una práctica para armar y hacer funcionar un control

básico.

Presentación de un sistema de control diferente a un sistema de


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bombeo que trabajen por equipo.


Examen Respuesta correcta, procedimientos correctos

Informe de prácticas (estudio independiente) Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico y

presentación.







TITULO: Instalación de un arrancador.

PROPOSITO: Instale un arrancador monofásico y trifásico directo a la línea.

TIEMPO: 3h.



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TITULO: Instalación de un arrancador a tensión reducida.

PROPOSITO: Evalué las corrientes en el momento de conexión y en el momento estable de un motor trifásico.

TIEMPO: 3h.



TITULO: Instalación de un inversor.

PROPOSITO: Mida el cambio de velocidad de un motor conectado a un inversor realizando pruebas con un ventilador y un motor

trifásico.

TIEMPO: 4h.



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V. Facilitador.

El perfil deseado del profesor que imparta esta asignatura debe ser:

Como facilitador

Ingeniero en Irrigación o Ingeniero en Robótica

VI. Evaluación y Acreditación.

Elaboración y/o presentación

de: Periodo o fechas

Unidades de aprendizaje y

temas que abarca Ponderación (%)

Examen teórico 1 Al final de la unidad 3 1 y 2 20%

Examen teórico 2 Al final de la unidad 4 3 20%

Examen teórico 3 Al final de la unidad 5 4 y 5 20%

Informe de prácticas (estudio

independiente)

Al final del curso 1, 3, 4 y 5 30%

Participación y asistencia Al final del curso 1, 2, 3, 4 y 5 10%

TOTAL 100 %

VII. Bibliografía y Recursos Informáticos.


1. Baird, D.C. 1991. Experimentación. Una introducción a la teoría de medición y al diseño de experimentos. Prentice Hall. 207

pp.



4. R. Boylestad & L. Nashelsky. Electrónica: teoría de circuitos. Prentice-Hall, Quinta Edición, 1994.

GUÍA MANUAL DE ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

I. Datos Generales

Asignatura, unidad de competencia, disciplina o módulo, según sea el caso:

Electricidad

Competencia académica de la asignatura:

Analiza circuitos eléctricos y magnitudes involucradas para aplicar los

principios de diseño elemental en lo referente a fuentes de poder y

operación de motores eléctricos e instalaciones.

Instala circuitos eléctricos que permitan funcionar y operar eficazmente los

sistemas que sean requeridos dentro del campo de la irrigación, agronomía

o áreas afines.

Dependencia/Unidad Académica: Irrigación

Programa educativo: Ingeniería en Irrigación

Año – semestre: Cuarto-Segundo

Elaborado por:

Dr. Mario Alberto Vázquez Peña Dr. Federico Hahn Schlam

Unidad de aprendizaje 1:

Conceptos básicos de circuitos eléctricos

Horas de la Actividad de Aprendizaje

Práctica Estudio independiente

4 Horas 2 horas

Propósitos (objetivos) de la Unidad de Aprendizaje:

Conozca las variables eléctricas a partir de presentaciones didácticas para adentrarse en el conocimiento y en la terminología de la electricidad.

Práctica 1

Título de la práctica Uso del voltímetro

Propósito de la actividad: Mida cargas resistivas, corrientes e identificar si están en paralelo o en serie y verificar la Ley

de ohm.

Introducción o presentación de la actividad:

Un voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Los voltímetros se construyen utilizando un microamperímetro (o galvanómetro) como aparato base al que se añade en serie una resistencia.

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de hidráulica

Estrategias de aprendizaje: Utilizar un voltímetro para medir voltaje, resistencia y corriente.

Medir voltajes con seguridad para evitar daños personales.

Estrategias y criterios de evaluación:

Informe de prácticas, los criterios son: entregar puntualmente, contenido conciso, soporte

bibliográfico y presentación.


Análisis de Circuitos Eléctricos utilizando Corriente Alterna



4 Horas 2 horas


Reconozca las propiedades de la corriente alterna su medición y como conectarla para utilización en el campo agrícola.

Práctica 2

Título de la práctica Uso del voltímetro y amperímetros

Propósito de la actividad: Mida cargas monofásicas, trifásicas y la frecuencia de la línea a través de ejercicios


Los instrumentos de medición a utilizar son instrumentos destinados a la medición de magnitudes eléctricas, entre los que están el Voltímetro el cual mide diferencia de potencial electrónico en voltios o submúltiplos y el Amperímetro que mide intensidad de corriente eléctrica en ampere o submúltiplos

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de hidráulica

Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio, elaborar diagramas de circuito eléctrico





Motores Eléctricos



3 Horas 1.5 horas



Práctica 3

Título de la práctica Motor de corriente directa y motor de paso

Propósito de la actividad: Instale y conecte un motor de corriente directa. Cambiar las escobillas


Una máquina de corriente continua se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de

un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo.

El Motor de paso es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos

electrónicos en desplazamientos angulares discretos

Recursos para el aprendizaje: Tlapeaxco o Laboratorio de Hidráulica

Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio reforzara sus conocimientos en cuanto a la instalación de un motor de corriente directa y un motor de paso.





Motores Eléctricos



3 Horas 1.5 horas



Práctica 4

Título de la práctica Motores monofásicos y trifásicos

Propósito de la actividad: Conecte un motor a la línea monofásica y otro a la trifásica para observar sentido de giro,

corriente de arranque y velocidad.


Los motores monofásicos son motores con un solo devanado en el estator el cual es el evanado principal, usualmente poseen una potencia menor a 1KW.Se emplean principalmente en electrodomésticos. Los motores trifásicos son máquinas rotativas de flujo variable y sin colector estos motores trifásicos tienen tres devanados en el estator. Su campo inductor estágenerado por corriente alterna. Adicionalmente son mecánicamente sencillos de construir, no necesitan arrancadores y no se ven sometidos a vibraciones por efecto de la transformaciónde energía eléctrica en mecánica..


Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio reforzara sus conocimientos en cuanto a la instalación de un motor monofásico y otro trifásico





Instalaciones de motores Eléctricas



3 Horas 1.5 horas


Reconozca los componentes requeridos para conectar motores, controlar su velocidad y cambiar su giro en los sistemas de riego

Práctica 5

Título de la práctica Instalación de un arrancador

Propósito de la actividad: Instale un arrancador monofásico y trifásico directo a la línea.


Los arrancadores WEG se destinan al comando y protección de los motores trifásicos y monofásicos.

Destinados a hacer la maniobra y protección de motores eléctricos trifásicos y monofásicos. La WEG tiene disponible un arrancador especialmente proyectado y dimensionado de acuerdo con la aplicación.


Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio, instalara arrancadores monofásicos y trifásicos





Instalación de un arrancador a tensión reducida



3Horas 1.5 horas

Propósitos (objetivos) de la Unidad de Aprendizaje 3:

Evaluar las corrientes en el momento de conexión y en el momento estable de un motor trifásico

Práctica 6

Título de la práctica Instalación de un arrancador a tensión reducida

Propósito de la actividad: Evalué las corrientes en el momento de conexión y en el momento estable de un motor

trifásico.


Los arrancadores de tensión reducida son usados cuando disposiciones de los

reglamentos eléctricos respectivos y/o de las empresas suministradores de energía

eléctrica obligan a limitar las corrientes de arranque para evitar perjuicios a otros

usuarios del sistema o, donde existen restricciones mecánicas a un arranque

reducido. Se usan para evitar fluctuaciones de tensión en las líneas de las empresas

eléctricas, causadas por las altas corrientes de arranque y, también en los casos

donde un arranque muy rápido puede producir daño mecánico al equipo o bien,

donde el tipo de proceso requiere un arranque muy suave.


Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio, conectara un motor trifásico a través de las instalaciones de un arranque de tensión reducida.





Instalaciones de motores Eléctricas



4 Horas 2 horas


Medir el cambio de velocidad de un motor conectado a un inversor realizando pruebas con un ventilador y un motor trifásico

Práctica 7

Título de la práctica Instalación de un inversor

Propósito de la actividad: Mida el cambio de velocidad de un motor conectado a un inversor realizando pruebas con un

ventilador y un motor trifásico.


Todo bobinado trifásico se puede conectar en estrella (todos los finales conectados en un

punto común, alimentando el sistema por los otros extremos libres) o bien en triángulo

(conectando el final de cada fase al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por

los puntos de unión).Medir el cambio de velocidad de un motor conectado a un inversor

realizando pruebas con un ventilador y un motor trifásico


Estrategias de aprendizaje: Con base en las prácticas de laboratorio, mide el cambio de velocidad de un motor trifásico




Bibliografía y Recursos Informáticos





4. R. Boylestad& L. Nashelsky. Electrónica: teoría de circuitos. Prentice-Hall, Quinta Edición, 1994. Bibliografía Complementaria

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