Programa Electrica Laboral

COORPORACIÓN CEMECANIT. 806. 006. 470 - 1

TÉCNICA LABORAL EN ELECTRICIDAD

PLAN DE ESTUDIO


Elaborado por:

ANDRÉS DAVID CÁRDENAS CÁRCAMO

CORPORACIÓN CEMECA

MAGANGUÉMarzo, 2011

CORPORACIÓN CEMECANIT. 806. 006. 470 - 1


TABLA DE CONTENIDO

Pág.

1 IDENTIFICACIÓN DEL PROGRAMA 31.1 TÍTULO 31.1 DIRECTOR DEL PROGRAMA 31.2 AUTORES DEL PROGRAMA 31.3 ENTIDAD INTERESADA 3

2 INTRODUCCIÓN 3

3 DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA 43.1 OBJETIVO GENERAL 43.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 4

4 PLANTEAMIENTO DEL PROGRAMA 44.1 DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA 4

5 METODOLOGÍA 15

6 PLAN DE TRABAJO 16

7 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 17 8 BIBLIOGRAFÍA 18

1 IDENTIFICACIÓN DEL PROGRAMA

2



1.1. Título

PROGRAMA DE ESTUDIO DE TECNICA LABORAL EN ELECTRICIDAD

1.2. Director del Programa

Nombre: Pedro

___________________________________Firma del Director del Programa

1.3. Autor del Programa

Nombre: Andrés David Cárdenas Cárcamo

________________________________Firma del Autor del Programa

1.4. Entidad Interesada

Corporación CEMECA

2 INTRODUCCIÓN

En la actualidad, con la creciente tasa de desempleo y la exigencia de contratar personal capacitado por parte de las empresas contratistas, surge la necesidad de crear un programa académico en Técnica laboral en electricidad que forme al estudiante en la parte teórica y práctica y de esta manera se logre incorporar al mercado recursos humanos capaces de generar ventajas competitivas sostenibles; ofreciendo calidad, eficiencia, y eficacia. Logrando así incorporarse al sector Energético; siendo este uno de los sectores con un alto impacto en la economía nacional y además, con mayor oferta laboral.

3



3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

3.1 Objetivo General

Capacitar a los estudiantes en conceptos de Energía eléctrica, que le permitan desempeñarse como Electricistas y se le facilite la vinculación y contribución al mercado laboral

3.2 Objetivos Específicos

Presentar los fenómenos físicos que están presentes en la generación de la Energía Eléctrica.

Mostrar los componentes y principios de la transmisión y distribución de la energía eléctrica.

Orientar al estudiante en el diseño de instalaciones eléctricas residenciales y comerciales.

Ampliar los conocimientos en energías renovables, incentivado así la conservación del medio ambiente.

Concienciar a los estudiante de las medidas de seguridad que se deben tener a la hora de manipular elementos energizados o cuando se realicen trabajos en línea viva.

4 PLANTEAMIENTO DEL PROGRAMA

4.1 Descripción del Programa

Este curso consta de doce (12) capítulos que se desarrollaran en el transcurso de tres semestres (un año y medio) con una intensidad de cuatro (4) horas semanales, en el horario de: Domingos de diez de la mañana (10 am) hasta las dos de la tarde (2 pm)

Hacen parte del estado del arte los siguientes conceptos:

1. FUNDAMENTOS DE CALCULO Y ALGEBRA

1.1. La Teoría de los números1.1.1. Números Naturales1.1.2. Números Enteros1.1.3. Números Racionales1.1.4. Números Irracionales1.1.5. Números Reales1.1.6. Números Complejos

4



1.2. Polinomios1.2.1. Cálculo de las raíces de un polinomio

1.3. Sistemas de Ecuaciones Lineales1.3.1. Algunos métodos de Solución1.3.2. Teoría de las Matrices1.3.3. Solución de Sistemas de ecuaciones lineales por medio de matrices

1.4. Funciones1.4.1. Tipos de funciones1.4.2. Ecuación de una recta1.4.3. Función Exponencial1.4.4. Funciones Senoidales1.4.5. Función Logaritmo

1.5. Derivadas

1.6. Integrales

2. TEORIA ELECTROMAGNETICA: Conceptos Básicos

2.1. Definiciones2.1.1. Carga, corriente, tensión y potencia2.1.2. Tipos de Energía2.1.3. Sistemas de unidades

2.2. Análisis vectorial2.2.1. Escalares y vectores2.2.2. Algebra vectorial2.2.3. Sistema de coordenadas cartesianas2.2.4. Componentes vectoriales y vectores unitarios2.2.5. El campo vectorial

2.3. Ley de Coulomb e intensidad de campo eléctrico2.3.1. La ley experimental de Coulomb2.3.2. Intensidad de campo eléctrico

2.4. Densidad de Flujo Eléctrico, Ley de Gauss2.4.1. Densidad de flujo eléctrico

5



2.4.2. Ley de Gauss

2.5. Energía y potencial2.5.1. Energía utilizada para mover una carga puntual en un campo

eléctrico2.5.2. Definición de diferencia de potencial y potencial2.5.3. El potencial campo de una carga punto2.5.4. El potencial campo de un sistema de cargas: Propiedad conservativa2.5.5. El dipolo2.5.6. Densidad de energía en el campo electrostático

2.6. Conductores dieléctricos y capacitancia2.6.1. Corriente y densidad de corriente2.6.2. Conductores metálicos2.6.3. Propiedad de los conductores2.6.4. Semiconductores2.6.5. Naturaleza de los materiales dieléctricos2.6.6. Capacitancia

2.7. El campo magnético estable2.7.1. Ley de Biot-Savart2.7.2. Ley circuital de Ampere2.7.3. Flujo magnético y densidad de flujo magnético

2.8. Fuerzas magnéticas, materiales e inductancia2.8.1. Fuerza sobre una carga en movimiento2.8.2. La naturaleza de los materiales magnéticos2.8.3. El circuito magnético2.8.4. Energía potencial y fuerzas en materiales magnéticos2.8.5. Inductancias e inductancias mutuas

2.9. Campos variantes con el tiempo2.9.1. Ley de Faraday2.9.2. Corriente de desplazamiento

3. ANALISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS

6



3.1. Leyes experimentales y circuitos simples3.1.1. Tipos de circuitos y elementos de circuitos3.1.2. Ley de ohm3.1.3. Leyes de Kirchhoff3.1.4. Análisis del circuito de un solo lazo3.1.5. El circuito con un solo par de nodos3.1.6. Arreglos de fuentes y resistencias3.1.7. División de tensión y de corriente3.1.8. Ejemplo práctico: El amplificador operacional

3.2. Algunas técnicas útiles para el análisis de circuitos3.2.1. Análisis de nodos3.2.2. Análisis de mallas3.2.3. Linealidad y superposición3.2.4. Transformaciones de fuentes3.2.5. Teoremas de Norton y Thevenin3.2.6. Análisis general de nodos3.2.7. Análisis general de mallas

3.3. Inductancia y capacitancia3.3.1. El inductor3.3.2. Relaciones integrales para el inductor3.3.3. El capacitor3.3.4. Arreglos de inductancias y capacitancias

3.4. Circuitos RL y RC sin fuentes3.4.1. El circuito RL simple3.4.2. Propiedades de la respuesta exponencial3.4.3. El circuito RL mas general3.4.4. El circuito RC simple3.4.5. El circuito RC mas general

3.5. El circuito RLC3.5.1. El circuito RLC paralelo sin fuentes3.5.2. El circuito RLC sobre-amortiguado3.5.3. Amortiguamiento critico3.5.4. El circuito RLC en paralelo sub-amortiguado3.5.5. El circuito RLC en serie sin fuentes3.5.6. La respuesta completa del circuito RLC

7



3.5.7. El circuito LC sin perdidas

3.6. La función de excitación senoidal3.6.1. Características de las senoidales3.6.2. Respuesta forzada a las funciones de excitación senoidal

3.7. El concepto de fasor3.7.1. La función de excitación compleja3.7.2. El fasor3.7.3. Relaciones fasoriales para R, L, y C3.7.4. Impedancia3.7.5. Admitancia

3.8. La respuesta en estado senoidal permanente3.8.1. Análisis de nodos y mallas3.8.2. Superposición, transformaciones de fuentes y el teorema de thevenin3.8.3. Diagramas fasoriales3.8.4. La respuesta como función de w

3.9. Potencia promedio y valores RMS3.9.1. Potencia instantánea3.9.2. Potencia promedio3.9.3. Valores efectivos de la corriente y tensión3.9.4. Potencia aparente y factor de potencia3.9.5. Potencia compleja

3.10. Circuitos polifásicos3.10.1. Sistemas monofásicos de tres conductores3.10.2. Conexión trifásica Y-Y3.10.3. La conexión delta ∆

3.11. Circuitos acoplados magnéticamente3.11.1. Inductancia mutua3.11.2. Consideraciones de energía3.11.3. El transformador lineal3.11.4. El transformador ideal

4. MAQUINAS ELECTRICAS

4.1. Transformadores

8



4.1.1. Importancia de los Transformadores4.1.2. Tipos y construcción de Transformadores4.1.3. El Transformador Ideal4.1.4. Teoría de operación de Transformadores monofásicos reales4.1.5. Circuito equivalente de un Transformador4.1.6. Sistema de medida por unidad4.1.7. Regulación de tensión y eficiencia de un Transformador4.1.8. Tomas (Taps) y regulación de tensión en el Transformador4.1.9. El Autotransformador4.1.10. Transformadores trifásicos4.1.11. Transformación trifásica utilizando dos Transformadores4.1.12. Transformadores para instrumentos4.1.13. Mantenimiento de Transformadores

4.2. Generadores Sincrónicos4.2.1. Construcción de Generadores Sincrónicos4.2.2. Principios básicos de funcionamiento4.2.3. Velocidad de rotación de un Generador sincrónico4.2.4. Tensión interna generada por un Generador sincrónico4.2.5. Circuito equivalente 4.2.6. Potencia4.2.7. Medición de los parámetros del modelo de un generador sincrónico4.2.8. Generador Sincrónico operando solo4.2.9. Operación en paralelo de Generadores AC4.2.10. Valores nominales en los Generadores sincrónicos

4.3. Motores Sincrónicos4.3.1. Principios básicos de la operación de motores4.3.2. Operación de estado estacionario del motor sincrónico4.3.3. Arranque de Motores sincrónicos4.3.4. Generadores sincrónicos y Motores sincrónicos4.3.5. Valores nominales en los Motores sincrónicos

4.4. Motores de Inducción4.4.1. Construcción de un Motor de Inducción4.4.2. Conceptos básicos4.4.3. Circuito equivalente de un Motor de Inducción4.4.4. Potencia y Par en el Motor de Inducción4.4.5. Características par – velocidad de un Motor de Inducción

9



4.4.6. Variaciones en la características par – velocidad del Motor de Inducción

4.4.7. Arranque de Motores de Inducción4.4.8. Control de velocidad de Motores de Inducción4.4.9. Determinación de los parámetros del circuito equivalente del Motor

de Inducción4.4.10. El Generador de Inducción4.4.11. Valores nominales en Motores de Inducción

4.5. Motores y Generadores DC4.5.1. Principio de funcionamiento de Maquinas DC4.5.2. Introducción a los Motores DC4.5.3. Circuito equivalente del Motor DC4.5.4. Curva de magnetización de Motores DC4.5.5. Motores DC con excitación separada y Motores DC en derivación4.5.6. Motor de Imán permanente4.5.7. Motor DC serie4.5.8. Motor DC compuesto4.5.9. Arrancadores para Motores DC4.5.10. Cálculos de Eficiencia del Motor DC4.5.11. Introducción a los Generadores DC4.5.12. Generador de excitación separada4.5.13. Generador DC en derivación4.5.14. Generador DC serie4.5.15. Generador DC compuesto acumulativo4.5.16. Generador DC compuesto diferencial

5. SUBESTACIONES

5.1. Introducción5.1.1. Clasificación5.1.2. Localización5.1.3. Partes vitales

5.2. Estudio Técnico5.2.1. Carga5.2.2. Capacidad de la Subestación5.2.3. Conexiones Eléctricas5.2.4. Diagramas unifilares

10



5.3. Estudio Físico5.3.1. Propiedades del terreno5.3.2. Arreglo estructural5.3.3. La red de tierra5.3.4. Funcionamiento

5.4. Instalación5.4.1. Aspectos mecánicos5.4.2. Aspectos eléctricos5.4.3. Normas de Seguridad5.4.4. Pruebas y perturbaciones5.4.5. Mantenimiento

6. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN: REDES AEREAS

6.1. Objetivo de las normas, distancias minimas, glosario

6.2. Redes aéreas de baja tensión: Trifásicas (208/120 V) o Monofásicas (240/120 V)6.2.1. Generalidades, Tensiones Nominales y Límites de Carga6.2.2. Demanda Diversificada de Grupo6.2.3. Cálculo y Límite Máximo de la Regulación de Tensión6.2.4. Conductores para Redes Aéreas de Baja Tensión6.2.5. Apoyos, Condiciones Mecánicas, Retenidas6.2.6. Cajas de Derivación o Cajas Portaborneras6.2.7. Puesta a Tierra del Neutro6.2.8. Herrajes y Aisladores

6.3. Redes aéreas de media tensión a 13.2 kV6.3.1. Generalidades y Conexión a las Redes Aéreas a 13.2 kV6.3.2. Apoyos, Conductores, Cálculo Mecánico y Retenidas para Redes a

13.2 kV6.3.3. Regulación de Tensión6.3.4. Protecciones en las Redes Aéreas de 13.2 kV, Conexión a Tierra6.3.5. Aislamiento de las Redes Aéreas a 13.2 kV6.3.6. Vibración y Amortiguadores6.3.7. Materiales

6.4. Redes aéreas de Media Tensión a 33 kV6.4.1. Generalidades y Conexión a las Redes Aéreas a 33 kV

11



6.4.2. Apoyos, conductores, cables de guarda, calculo mecánico y retenidas para redes a 33 kV

6.4.3. Regulación de Tensión6.4.4. Protecciones en las Redes Aéreas a 33 kV, Conexión a Tierra6.4.5. Aislamiento de las Redes Aéreas a 33 kV6.4.6. Vibración y Amortiguadores6.4.7. Materiales

7. INSTALACIONES ELECTRICAS

7.1. Las componentes de las instalaciones Eléctricas

7.2. Los dispositivos de desconexión de protección y la protección de los circuitos derivados7.3. Circuitos derivados, circuitos alimentadores y protección de los motores eléctricos

7.4. Calculo para las Instalaciones Eléctricas Residenciales

7.5. Calculo para las Instalaciones Eléctricas Industriales y Comerciales

7.6. Problemas de cálculo para Instalaciones Eléctricas Industriales y Comerciales

8. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

8.1. Métodos de Puesta a Tierra8.1.1. Puesta a Tierra para sistemas de baja tensión

8.2. Medición de la resistividad del terreno8.2.1. Configuración para los electrodos para medida8.2.2. Sondeo eléctrico vertical8.2.3. Interpretación de las curvas de resistividad del terreno8.2.4. Resistividad equivalente del terreno

8.3. Conductores de Tierra8.3.1. Conductor de protección de circuito8.3.2. Electrodos de Tierra8.3.3. Dimensionamiento de los conductores

8.4. Métodos de instalación8.4.1. Barras8.4.2. Planchas

12



8.4.3. Electrodos horizontales8.4.4. Conexiones8.4.5. Relleno

8.5. Mantenimiento de Sistemas de Puesta a Tierra

8.6. Medición de la impedancia de electrodos de tierra

8.7. Comportamiento de electrodos de tierra8.7.1. Efecto de incremento de la profundidad de enterramiento de una

barra vertical en suelo uniforme8.7.2. Efecto de incremento de longitud de un conductor horizontal8.7.3. Efecto de incremento de la longitud del lado de una malla de tierra

cuadrada8.7.4. Efecto de aumento del radio de un electrodo de sección circular8.7.5. Efecto de profundidad de enterramiento8.7.6. Efecto de proximidad de electrodos

9. SISTEMAS DIGITALES Y CIRCUITOS PROGRAMABLES

9.1. Sistemas de representación9.1.1. Conceptos 9.1.2. Algunos sistemas de representación 9.1.3. Generalización 9.1.4. Tabla de conversión para los sistemas decimal – binario – hexadecimal 9.1.5. Circuitos digitales y el Sistema binario 9.1.6. Sistema binario y sistema hexadecimal9.1.7. Bits y electrónica 9.1.8. Otros sistemas de representación

9.2. Algebra de Boole9.2.1. Las operaciones del Álgrebra de Boole 9.2.2. Las propiedades del Álgebra de Boole 9.2.3. Teoremas importantes 9.2.4. Funciones booleanas 9.2.5. Formas canónicas 9.2.6. Simplificación de funciones booleanas

9.3. Circuitos Combinacionales9.3.1. Puertas lógicas

13



9.3.2. Diseño de circuitos combinacionales9.3.3. Análisis de circuitos combinacionales

9.4. Multiplexores y demultiplexores 9.4.1. Multiplexores 9.4.2. Demultiplexores9.4.3. Multiplexores con entrada de validación (ENABLE)9.4.4. Extensión de Multiplexores9.4.5. Implementación de funciones con MX’s

9.5. Codificadores, decodificadores y comparadores 9.5.1. Codificadores 9.5.2. Decodificadores 9.5.3. Aplicaciones de los decodificadores 9.5.4. Comparadores

9.6. Circuitos Aritméticos9.6.1. Circuitos sumadores 9.6.2. Circuitos restadores 9.6.3. Sumador/restador 9.6.4. Aplicación de los sumadores: transcodificadores

9.7. VHDL

9.8. Dispositivo de Lógica Programable.9.8.1. Arquitectura PLD9.8.2. Lógica en un arreglo programable (PLD)9.8.3. Arreglos lógicos programables (PLD) 9.8.4. Aplicaciones de los dispositivos de lógica programables 9.8.5. Los CPLD9.8.6. Los FPGA

10. ENERGIAS RENOVABLES

10.1. Energía Solar fotovoltaica10.2. Energía Eólica10.3. Energía Térmica10.4. Energía Geotérmica10.5. Energía Nuclear

14



11. MEDICIONES ELECTRICAS

11.1. Medidas Eléctricas11.1.1. Medidores de energía11.1.2. Transformadores de Medida11.1.3. Bloque terminal de prueba

11.2. Algunos aparatos de medición eléctrica11.2.1. Ampermetro11.2.2. Voltmetro11.2.3. Factorimetro11.2.4. Multimetros11.2.5. Polímetros11.2.6. Megger11.2.7. Osciloscopio11.2.8. Tacómetro11.2.9. Telemetro

El programa de Técnica Laboral en Electricidad está dirigido a todo joven bachiller emprendedor que vea en el sector energético una oportunidad de crecimiento a nivel personal y profesional y al personal que labora en el sector productivo o industrial relacionado con esta área, o quienes deseen mejorar sus niveles de conocimiento y adquirir destreza técnica.

5 METODOLOGÍA

Se desarrollaran los temas que forman parte de este curso mediante un proceso de construcción colectiva del aprendizaje fundamentado en artes teórico – prácticas que le permita a los estudiantes comprender todos y cada uno de los fenómenos que están presentes en el proceso de la generación, transmisión, y distribución de la energía, así como los conceptos para realizar instalaciones eléctricas confiables.

Las notas oscilaran desde cero (0,0) hasta cinco (5,0); siendo cero (0,0) un nivel insuficiente (la nota más baja) y cinco (5,0) un nivel excelente (la nota más alta). Cada materia se aprobara con una nota mínima de tres (3,0).

Las notas serán ponderadas de la siguiente manera:

10% Talleres10% Informes80% Exámenes Previos

15



6 PLAN DE TRABAJO

Para cada materia se realizarán exámenes previos que evaluarán los conceptos vistos en cada una de ellas. El número de exámenes dependerá de la extensión del contenido y el tiempo programado para cada una de las materias; adicionalmente se desarrollarán talleres para determinar quiénes y en qué grado asimilan los temas que son objeto de nuestro estudio. Se deben entregar informes de las prácticas que se realicen a lo largo del curso.

El curso Técnica laboral en Electricidad se dividirá de la siguiente manera:

1er Semestre

1. FUNDAMENTOS DE CALCULO Y ALGEBRA2. TEORIA ELECTROMAGNETICA: Conceptos Básicos3. ANALISIS DE CIRCUITOS ELECTRICOS4. MAQUINAS ELECTRICAS

2do Semestre

1. SUBESTACIONES2. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN: REDES AEREAS3. INSTALACIONES ELECTRICAS

3er Semestre

1. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA2. SISTEMAS DIGITALES Y CIRCUITOS PROGRAMABLES3. ENERGIAS RENOVABLES4. MEDICIONES ELECTRICAS

7 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

16



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24I Semestre

CALCULO Y ALGEBRAI Examen PrevioII Examen PrevioTEORIA ELECTROMAGNETICAI Examen PrevioII Examen PrevioCIRCUITOS ELECTRICOSI Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen PrevioMAQUINAS ELECTRICASI Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen Previo

ETAPASEMANAS

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

II Semestre

SUBESTACIONESI Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen PrevioSISTEMA DE DISTRIBUCIÓNI Examen PrevioII Examen PrevioTrabajo de campoINSTALACIONES ELECTRICASI Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen PrevioTrabajo final

SEMANASETAPA

17



49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

III Semestre

SISTEMA DE PUESTA A TIERRAI Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen PrevioTrabajo finalSISTEMAS DIGITALES I Examen PrevioII Examen PrevioIII Examen PrevioTrabajo finalENERGIAS RENOVABLESI ExposiciónII ExposiciónIII ExposiciónIV ExposiciónV ExposiciónMEDICIONES ELECTRICASI Examen Previo

ETAPASEMANAS

8 BIBLIOGRAFÍA

Kurosch, A. G. Curso de Algebra Superior, tercera edición, Editorial MIR.

Voevodin, V. V. Algebra Lineal, primera edición, Editorial MIR.

Hayt, William H. Teoría Electromagnética, quinta edición, McGraw – Hill.

Taussig Scott, William. The physics of Electricity and Magnetism, second edition, Wiley Toppan Editions.

Johnk, Carl T. A. Teoría Electromagnética campos y ondas, Limusa Noriega Editores. Hayt, William H. Jr. – Kemmerly, Jack E., Analisis de circuitos electricos en ingenieria,

quinta edición, Mc Graw Hill.

18



Chapman. Máquinas Eléctricas

Staff. Máquinas Eléctricas.

Fitzgerald. Máquinas Eléctricas.

Oppenheim, Alan V. Señales y Sistemas, segunda edición, Pearson Edición.

Martín, José Raúl. Diseño de Subestaciones Eléctricas, primera edición, Mc Graw Hill.

Espinosa, L. Roberto. Sistemas de distribución, cuarta edición, Editorial NORIEGA.

Harper, Enríquez. Fundamentos de instalaciones eléctricas de media y alta tensión, segunda edición, Limusa.

Harper, Enríquez. Guía practica para el cálculo de instalaciones eléctricas, segunda edición, Limusa.

Gonzales Gómez, Juan. Sistemas digitales, tercera edición, Departamento de electrónica y comunicaciones de la Universidad Pontifica de Salamanca en Madrid.

Información web.

19

Programa Electrica Laboral

Documents

Transcript of Programa Electrica Laboral