UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E1207
Materiales Electricos
Última Actualización de la Asignatura: 15/11/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03023 - Ingeniería Electricista 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
3ro
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electricista - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(U1901) Química para Ingeniería

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Basica

Departamento: Electrotecnia

Tipificación: Tecnologicas Basicas (TB)

Ingeniería Electricista - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 48hs SEMANALES: 3 hs
TEORÍA
24.0 hs
PRÁCTICA
24.0 hs
TEORÍA
1.5 hs
PRÁCTICA
1.5 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
12.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
0.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

48.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

Impartir los conocimientos básicos sobre los materiales de uso electrotécnico y capacitar a los alumnos para la selección y cálculo de los mismos tales como materiales conductores, materiales aislantes y los materiales magnéticos en las diversas aplicaciones para componentes o equipos.

PROGRAMA SINTÉTICO

Tipos de materiales. Propiedades eléctricas, pérdidas. Materiales conductores. Materiales semiconductores. Materiales dieléctricos: aislantes sólidos, líquidos y gaseosos. Materiales magnéticos. Análisis térmico, disipación. Aplicaciones de materiales en componentes y equipos eléctricos. Consideraciones ambientales de los materiales.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 14/08/2017 - Actualidad

Tipos de materiales: Clasificación de los materiales. Estructura interna. Tipos de enlace: metálico, iónico y covalente. Granos de un material. Imperfecciones cristalinas.
Propiedades eléctricas, pérdidas: Definición de resistividad, conductividad, resistencia. Conducción en los metales. Pérdidas existentes, efecto de la frecuencia en la resistencia (efecto pelicular).
Materiales conductores: Propiedades mecánicas y fisicoquímicas de los materiales conductores. Variación de la resistividad con la temperatura. Conductividad Térmica. Determinación práctica de la resistividad de un conductor.
Materiales conductores específicos: Propiedades y principales usos del cobre y el aluminio. Aleaciones. Aplicaciones de metales nobles. Materiales resistivos.
Materiales semiconductores: Materiales empleados en la fabricación de descargadores de sobretensiones. Cintas semiconductoras utilizadas en cables.
Materiales dieléctricos: Aislantes sólidos, líquidos y gaseosos: Características eléctricas principales: Resistencia de aislamiento, permitividad, rigidez dieléctrica, tg ; etc. Clase térmica de un material aislante.
Materiales aislantes específicos. Propiedades y principales usos de cerámicos, micas, vidrios y sus derivados, y papeles. Aceites, gases.
Ensayos para la evaluación de materiales aislantes (porosidad, ciclado térmico; etc.).
Materiales Poliméricos. Concepto de polimerización. Cargas empleadas. Clasificación: termoplásticos, termoestables y elastómeros.
Polímeros utilizados en electrotecnia: polietileno, polietileno reticulado, PVC, PTFE, EPDM, EPR; etc. Proceso de fabricación de cables y aisladores poliméricos.
Materiales magnéticos: Dominios magnéticos. Permeabilidad magnética. Ciclo de histéresis. Pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas.
Materiales magnéticos específicos. Propiedades y principales usos del hierro y sus aleaciones y del níquel.
Materiales magnéticos para frecuencias elevadas: Ferrites y polvos de hierro. Aleaciones para imanes permanentes, criterios de diseño.
Análisis térmico, disipación: Mecanismos de transferencia de energía térmica (conducción, convección y radiación). Resistencia y capacidad térmica. Modelo térmico de equipos eléctricos. Dispositivos prácticos para la transferencia de energía térmica. Concepto de eficiencia.
Aplicaciones de materiales en componentes y equipos eléctricos: Empleo de materiales conductores en la fabricación de cables, criterios de selección. Empleo de dieléctricos en la construcción de capacitores de uso eléctrico. Construcción de inductores, reactores con núcleos magnéticos. Materiales utilizados en la fabricación de transformadores de uso eléctrico.
Consideraciones ambientales de los materiales: Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de los materiales eléctricos. Tratamiento de materiales de alto impacto ambiental. Legislación.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 14/08/2017 - Actualidad

Will Smith. “Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales”, 2014.
James F. Shackelford. “Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros”, 2005.
A. Haddad, D. Warne. “Advances in High Voltage Engineering”, 2004.
Gorur G. Rajun, Marcel Dekker. “Dielectrics in Electric Fields”, 2003.
Donald Askeland. “Ciencia e ingeniería de los materiales”, 1999.
Dieter Kind. “High-Voltage Insulation Technology”, 1985.
José Ramírez Vázquez. “Materiales Electrotécnicos”. Enciclopedia CEAC de Electricidad, 1986.
Jorge Arbizu. “Materiales y Componentes Electrotécnicos”, CEILP.
Daniel Esteban, Gustavo Barbera. “Componentes Básicos de uso Electrotécnico”, CEILP.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Existe una Guía de Trabajos Prácticos y una Guía de Laboratorios (ver detalle de estos últimos en el punto Actividad Laboratorio-Campo).
Los días en que corresponda llevar a cabo los laboratorios se dedica la jornada completa a la ejecución de los mismos; es decir que no hay explicación de temas ni resolución de ejercicios en el aula.
Luego de finalizado cada laboratorio se sugiere al alumno la realización de un informe técnico en el que se vuelcan los principales conceptos adquiridos durante la experiencia.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

El desarrollo de la actividad en la materia está dividido en dos unidades temáticas llamadas Módulo 1 y Módulo 2, respectivamente. Cada uno de ellos cuenta con su correspondiente evaluación.
Se llevan a cabo dos clases presenciales semanales, las cuales son de aproximadamente una hora y media de duración. Para el desarrollo de las clases se utilizarán presentaciones en PowerPoint, como así también el pizarrón
Además se cuenta con horarios de consulta para que los alumnos puedan evacuar sus dudas, principalmente en temas referidos a la resolución de los ejercicios propuestos en la Guía de Trabajos Prácticos.
Dado que gran parte de los temas tratados en esta materia son de aplicación directa en la profesión, durante la clase se le da vital importancia a las aplicaciones prácticas de los materiales. Para ello se emplean componentes y equipos reales (o partes de ellos) de uso frecuente en el ámbito eléctrico, los que son llevados al aula para su visualización por parte de los alumnos.
En ese sentido, si bien cada tema es tratado dentro de un marco académico, tampoco se pierde de vista cuáles son los principales fabricantes tanto de materiales como de componentes y equipos eléctricos, a nivel nacional e internacional. Asimismo, para la resolución de los ejercicios de la práctica se fomenta la utilización de Hojas de Datos reales, a los efectos que los alumnos puedan familiarizarse con éstas. Adicionalmente, en el Sitio Web de la materia se presenta una sección con links a distintos fabricantes y distribuidores de materiales, componentes y equipos eléctricos.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Cada unidad Módulo o Unidad Temática cuenta con una fecha de evaluación original y su correspondiente recuperatorio. A su vez existe, al final de la cursada lo que se denomina “Fecha de Recuperación Adicional” que no es otra cosa que una segunda recuperación, pero que puede ser utilizada para la recuperación de uno sólo de los módulos.
En cada módulo se evalúan, en un único examen y de manera integrada, los conceptos vistos en la parte de materiales y en la parte de componentes. En aquellos ejercicios más vinculados a materiales se indaga acerca de los temas tratados durante la cursada poniendo mayor énfasis en aquellos de aplicación práctica. La parte de componentes está compuesta por preguntas del tipo conceptual, más el desarrollo de ejercicios similares a los existentes en la Guía de Trabajos Prácticos. También se indaga acerca de conceptos que hayan sido tratados durante el desarrollo de los laboratorios.
Para aprobar cada evaluación parcial, el alumno tiene que alcanzar una nota igual o mayor que 4. Adicionalmente, para aprobar la materia es necesaria la aprobación de ambas unidades temáticas, esto es del Módulo1 y del Módulo 2.
Si el promedio obtenido por el alumno entre ambos módulos es mayor o igual a 4 y menor que 6, éste ha aprobado la cursada, quedando habilitado para rendir el correspondiente Examen Final en las mesas fijadas por la Facultad. Si, en cambio, el promedio obtenido es igual o mayor que 6, el alumno obtiene la promoción de la materia.
En aquellos casos en que los alumnos se encuentren próximos a obtener la promoción, se contempla la citación a un coloquio sobre uno de los Laboratorios, al que deben presentarse con el respectivo informe sobre el desarrollo de la experiencia y defender oralmente. En caso que su desempeño sea correcto, pueden alcanzar la promoción; de lo contrario, deben rendir Examen Final en las fechas establecidas.

MATERIAL DIDÁCTICO

• Guía de Trabajos Prácticos.
• Guía de Laboratorios.
• Presentaciones en PowerPoint para el desarrollo de las clases.
• Sitio Web de la Cátedra. http://davinci.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/myce/index.htm.
• Plataforma Moodle de la Cátedra.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Actividad #1
Tema
Materiales Conductores 
Nombre
Resistividad de materiales conductores 
Laboratorio
Laboratorio de Medidas Eléctricas 
Días y Horarios
Viernes 09:30
Descripción


Se determina la resistividad eléctrica a temperatura ambiente de muestras de materiales conductores empleados con variadas funciones en aplicaciones eléctricas como el Hierro, Aluminio y Cobre.
Las muestras tienen una sección transversal uniforme, lo cual permite deducir el valor de la resistividad conociendo las dimensiones geométricas, longitud y sección, y la correspondiente resistencia eléctrica. Estos tres factores se determinarán por medición directa, registrándose además la temperatura ambiente al momento de las determinaciones.
La determinación de la resistencia se efectúa por el método de voltímetro y amperímetro mediante las lecturas simultáneas de la diferencia de potencial que se desarrolla entre dos puntos separados una distancia conocida y la correspondiente corriente circulante por la muestra.
Herramientas Utilizadas
• Probetas de diferentes metales. • Fuente de tensión continua. • Resistencia limitadora de corriente. • Amperímetro de corriente continua. • Milivoltímetro de corriente continua.

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



Actividad #2
Tema
Materiales Magnéticos 
Nombre
Determinación de Permeabilidad incremental en Materiales  
Laboratorio
Laboratorio de Medidas Eléctricas 
Días y Horarios
Viernes 09:30
Descripción


En muchas aplicaciones electrotécnicas los materiales magnéticos empleados se encuentran sometidos a campos alternos y continuos superpuestos. Esta circunstancia plantea el problema de analizar su comportamiento bajo dichas condiciones de operación con el propósito de hacer posible un correcto diseño de los componentes.
En la experiencia se relevan las curvas de permeabilidad incremental de un material magnético en función de la amplitud del campo alterno y de la premagnetización de continua.
Herramientas Utilizadas
• Probetas de materiales magnéticos. • Fuente de tensión continua ajustable. • Amperímetro de corriente continua. • Autotransformador variable. • Transformador aislador. • Capacitor de paso para la corriente alterna. • Resistor sensor de la corriente. • Inductor resultante del material bajo ensayo con el arrollamiento de N espiras. • Osciloscopio de dos canales

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



Actividad #3
Tema
Materiales Magnéticos 
Nombre
Determinación de los parámetros característicos de una cazoleta de cerámica magnética 
Laboratorio
Laboratorio de Medidas Eléctricas 
Días y Horarios
Viernes 09:30
Descripción


Se aloja un inductor en el interior de una cazoleta de cerámica magnética (ferrite). Mediante medición con el medidor RLC se determinan sus parámetros característicos (Ls, Qs y Rs).
Con estos valores y los obtenidos previamente, con núcleo de aire, se determinan los parámetros que caracterizan la geometría de la cazoleta y su material
Herramientas Utilizadas
• Medidor RLC

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



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