1425 – Fundamentos de electricidad

Módulo Profesional: Fundamentos de electricidad.

1425

Este módulo profesional contiene la formación necesaria para desarrollar los conocimientos básicos de electricidad, principios, leyes físicas que los rigen y su aplicación en las máquinas eléctricas que utilizan las aeronaves.

135 Horas

Criterio 1: Caracteriza los fundamentos y conceptos básicos de la electricidad aplicando e interpretando las leyes y reglas que la gobiernan.

1. Se han definido las propiedades de la materia y estados según un modelo atómico clásico.
2. Se ha especificado la ley de Coulomb para fuerza eléctrica y los conceptos que relaciona.
3. Se ha descrito el concepto de electricidad estática, y los peligros que puede llegar a causar en aviación.
4. Se ha definido el concepto de conducción eléctrica sobre los diferentes tipos de materiales.
5. Se han identificado las características y comportamiento de los conductores, aislantes y semiconductores.
6. Se han realizado conversiones de unidades de las principales magnitudes eléctricas.
7. Se ha interpretado la simbología básica de circuitos eléctricos.
8. Se han reconocido las propiedades básicas de las fuentes electromotrices, de tensión y corriente.
9. Se han reconocido las propiedades y funciones de los resistores.

Criterio 2: Caracteriza el funcionamiento de los componentes y elementos de los circuitos de corriente continua describiendo sus características, tipos, aplicaciones y métodos de producción eléctrica.

1. Se han enumerado los métodos de producción eléctrica continua y alterna y las ventajas y desventajas de los métodos de producción de energía eléctrica.
2. Se ha identificado la necesidad de baterías, su utilidad como primarias o secundarias, las reacciones básicas y elementos constitutivos de estas y caracterizando las pilas alcalinas, pilas de Ni-Cd, Ni-Mh, y Plomo-Ácido.
3. Se han realizado cálculos de agrupaciones de baterías en serie y en paralelo.
4. Se ha calculado la recarga de baterías a corriente constante y a tensión constante, y se han distinguido los problemas de efecto memoria y sobrecalentamiento en baterías de aviación.
5. Se han realizado cálculos de agrupaciones serie y paralelo de resistores y se han distinguido los valores nominales de los resistores a partir de su código de colores.
6. Se han identificado los diferentes tipos de resistores fijos, variables y dependientes de algún parámetro físico, su simbología eléctrica, sus propiedades y sus tipos de fabricación.
7. Se ha identificado la utilidad de circuitos con resistencias fijas, variables o dependientes aplicadas en puente de Wheatstone.
8. Se han calculado la capacidad de un condensador de placas planas y paralelas y se han distinguido la función y propiedades de los condensadores.
9. Se ha calculado, tensiones, corrientes y el tiempo de carga y descarga exponencial en circuitos con condensadores.

Criterio 3: Calcula circuitos eléctricos de corriente continua aplicando las leyes y reglas necesarias para su resolución.

1. Se ha realizado el montaje de circuitos eléctricos con diferentes componentes.
2. Se han calculado parámetros del circuito aplicado la ley de Ohm.
3. Se han realizado cálculos de conservación de carga y energía mediante leyes de Kirchhoff.
4. Se han resuelto problemas de cálculo de magnitudes eléctricas en circuitos de múltiples mallas.
5. Se han especificado los circuitos divisores de corriente y circuitos divisores de tensión.
6. Se ha especificado la diferencia entre trabajo, energía y potencia y se distingue su aplicación en la electricidad.
7. Se han calculado potencia y rendimiento eléctrico aplicado sobre componentes básicos.
8. Se ha identificado las propiedades básicas de los conductores en circuitos eléctricos, y se ha distinguido la conducción de corriente y caída de tensión constante a lo largo del conductor.
9. Se han medido parámetros básicos como potencia, continuidad, tensión, corriente, capacidad, resistencia con dispositivos de medida.
10. Se han especificado el funcionamiento, conexionado y precauciones necesarias en las medidas.

Criterio 4: Calcula circuitos eléctricos de corriente alterna aplicando las leyes y principios que la caracterizan.

1. Se ha identificado la forma de generar corriente alterna monofásica y las características de una señal sinusoidal.
2. Se han definido las medidas de tensión y corriente instantánea, media, eficaz, de pico y de pico a pico.
3. Se ha calculado la impedancia para componentes resistivos, capacitivos e inductivos y agrupaciones de estos y distingue su dependencia con la frecuencia.
4. Se han identificado las relaciones entre tensión y corriente y el concepto de desfase, directamente sobre resistencia, condensador ideal y bobina ideal.
5. Se ha aplicado la ley de Ohm generalizada en el cálculo en corriente alterna sobre circuitos R, RL, RC, LC, RLC… en serie y paralelo, y distingue el concepto de resonancia.
6. Se han calculado las potencias activas, reactivas y aparentes sobre componentes eléctricos en circuitos en alterna y distingue el factor de potencia.
7. Se han realizado medidas de parámetros sobre circuitos en corriente alterna.
8. Se ha especificado el tipo de conexionado y las medidas que se pueden realizar con voltímetro, amperímetro, multímetro, fasímetro, watímetro, osciloscopio y pinza amperimétrica.
9. Se ha reconocido la utilidad y la fabricación de filtros a base de componentes pasivos básicos y sus impedancias en frecuencia y su aplicación al mundo de la aviación.
10. Se han enumerado diferentes tipos de filtros y las características básicas y las magnitudes de los mismos.

Criterio 5: Caracteriza los principios básicos del electromagnetismo describiendo las propiedades de los campos magnéticos y la interacción entre campos y conductores eléctricos.

1. Se ha clasificado la materia según sus propiedades magnéticas en función de las propiedades de los imanes.
2. Se ha descrito la magnetización y desmagnetización de materiales, el ciclo de histéresis en los materiales magnéticos duros y blandos y se han enumerado ejemplos de aplicación.
3. Se ha reconocido la necesidad de blindajes magnéticos en equipos eléctrico-electrónicos.
4. Se ha definido el movimiento de cargas eléctricas con campos magnéticos y se ha distinguido el principio de funcionamiento de electroimanes.
5. Se han reconocido los campos magnéticos creados por conductores recorridos por corrientes eléctricas.
6. Se han realizado cálculos básicos en circuitos magnéticos, utilizando las magnitudes adecuadas y sus unidades.
7. Se han calculado fuerzas electromotrices e inducciones a partir de las leyes de Faraday y Lenz, y se ha distinguido la polaridad de la tensión inducida.
8. Se ha reconocido la aplicación de la ley de inducción de Faraday sobre la producción de energía eléctrica y sobre la aplicación en máquinas eléctricas.
9. Se ha identificado el fenómeno de la autoinducción y la inducción mutua.

Criterio 6: Caracteriza las máquinas de corriente continua describiendo su constitución, características y funcionamiento.

1. Se han clasificado las máquinas de corriente continua según su excitación.
2. Se han reconocido los principios de funcionamiento de las máquinas de corriente continua.
3. Se han identificado los elementos que componen el inductor y el inducido.
4. Se ha descrito la función de colector y estator.
5. Se han identificado los factores que afectan al funcionamiento de generadores y motores de corriente continua.
6. Se han seleccionado los parámetros sobre los que hay que incidir para variar la velocidad y sentido de giro en motores DC.
7. Se han seleccionado los parámetros sobre los que hay que incidir para variar la tensión inducida en generadores de corriente continua.
8. Se ha definido el funcionamiento de un generador de arranque y su necesidad en aviación.

Criterio 7: Caracteriza las máquinas de corriente alterna describiendo su constitución, características y funcionamiento.

1. Se han clasificado las máquinas rotativas de corriente alterna.
2. Se ha definido el principio de funcionamiento básico y las partes constitutivas de los alternadores, de imán permanente y de campo excitado.
3. Se han identificado las propiedades de los alternadores monofásicos, bifásicos y trifásicos y se han distinguido las ventajas y desventajas de las conexiones en estrella y triángulo en alternadores.
4. Se han identificado los parámetros básicos de los alternadores.
5. Se han clasificado las máquinas rotativas de corriente alterna.
6. Se ha descrito el principio de funcionamiento básico y las partes constitutivas de los motores asíncronos y motores síncronos de corriente alterna, monofásicos y polifásicos.
7. Se ha definido el concepto de campo magnético giratorio y se han descrito los métodos para generar campo magnético giratorio.
8. Se han seleccionado los parámetros sobre los que hay que incidir para variar la velocidad y sentido de giro en motores AC.
9. Se han reconocido los rotores de jaula de ardilla y bobinados y su diferencia de funcionamiento.

Criterio 8: Calcula parámetros de funcionamiento de los transformadores aplicando los principios básicos que rigen su funcionamiento.

1. Se ha identificado el circuito eléctrico y magnético del transformador monofásico.
2. Se ha definido el principio de funcionamiento de los transformadores.
3. Se han identificado las magnitudes nominales de la placa de características.
4. Se han calculado las relaciones fundamentales de los transformadores.
5. Se han calculado las tensiones de transformadores con y sin carga.
6. Se ha descrito el acoplamiento entre transformadores.
7. Se han calculado potencias, tensiones e intensidades de línea y de fase monofásica y trifásica.
8. Se ha interpretado la función y características de los autotransformadores.

1) Teoría de los electrones:

• Estructura y distribución de las cargas eléctricas dentro de: átomos, moléculas, iones, compuestos.
• Estructura molecular de los conductores, los semiconductores y los aislantes.

2) Electricidad estática y conducción:

• Electricidad estática y distribución de las cargas electrostáticas.
• Leyes electrostáticas de atracción y repulsión.
• Unidades de carga, Ley del Coulomb.
• Conducción de la electricidad en sólidos, líquidos, gases y en el vacío.

3) Terminología eléctrica:

• Los siguientes términos, sus unidades y los factores que los afectan: diferencia de potencial, fuerza electromotriz, tensión, intensidad de la corriente, resistencia, conductancia, carga, flujo de corriente convencional, flujo de electrones.

4) Generación de electricidad:

• Producción de electricidad por los siguientes métodos: luz, calor, fricción, presión, acción química, magnetismo y movimiento.

5) Fuentes de corriente continua:

• Estructura y reacciones químicas básicas de: pilas primarias, pilas secundarias, pilas de plomo-ácido, pilas de níquel-cadmio y otras pilas alcalinas.
• Conexión de pilas en serie y en paralelo.
• Resistencia interna y su efecto sobre una batería.
• Estructura, materiales y funcionamiento de los termopares.
• Funcionamiento de las células fotoeléctricas.

6) Circuitos de corriente continua:

• Ley de Ohm, Leyes de Kirchoff sobre tensión e intensidad.
• Cálculos realizados usando las leyes anteriores para hallar la resistencia, la tensión y la intensidad.
• Importancia de la resistencia interna de una fuente de alimentación.

7) Resistencia y resistores:

• Resistencia y factores que la afectan.
  • Resistencia específica.
  • Código de colores de resistores, valores y tolerancias, valores nominales preferidos, especificaciones de potencia.
  • Resistores en serie y en paralelo.
  • Cálculo de la resistencia total usando resistores en serie, en paralelo y combinaciones en serie y en paralelo.
  • Funcionamiento y utilización de potenciómetros y reóstatos.
  • Funcionamiento del puente de Wheatstone.
• Conductancia con coeficiente de temperatura positivo o negativo.
  • Resistores fijos, estabilidad, tolerancia y limitaciones, métodos de fabricación.
  • Resistores variables, termistores, resistores dependientes de la tensión.
  • Estructura de los potenciómetros y reóstatos.
  • Estructura de los puentes de Wheatstone.

8) Potencia:

• Potencia, trabajo y energía (cinética y potencial).
• Disipación de potencia por un resistor.
• Fórmula de la potencia.
• Cálculos con potencia, trabajo y energía.

9) Capacidad y condensadores:

• Funcionamiento y función de un condensador.
• Factores que afectan a la capacidad: área de las placas, distancia entre placas; número de placas; dieléctrico y constante del dieléctrico, tensión de funcionamiento y tensión nominal.
• Tipos de condensadores, estructura y función.
• Código de colores para condensadores.
• Cálculo de la capacidad y la tensión en circuitos serie y paralelo.
• Carga y descarga exponencial de un condensador, constantes de tiempo.
• Comprobaciones de condensadores.

10) Magnetismo:

• Teoría del magnetismo.
  • Propiedades de un imán.
  • Acción de un imán inmerso en el campo magnético terrestre.
  • Magnetización y desmagnetización.
  • Blindaje magnético.
  • Tipos de materiales magnéticos.
  • Principios de funcionamiento y fabricación de electroimanes.
  • Regla de la mano derecha para determinar el campo magnético alrededor de un conductor que transporta corriente eléctrica.
• Fuerza magnetomotriz.
  • Intensidad de campo magnético, densidad del flujo magnético, permeabilidad, ciclo de histéresis, magnetismo remanente, fuerza coercitiva, reluctancia, punto de saturación, corrientes parásitas.
  • Precauciones en el manejo y almacenamiento de imanes.

11) Inductancia e inductores:

• Ley de Faraday.
• Inducción de una tensión en un conductor en movimiento dentro de un campo magnético.
• Principios de la inducción.
• Efectos de los siguientes factores sobre la magnitud de una tensión inducida: intensidad del campo magnético, velocidad de cambio del flujo, número de espiras del conductor.
• Inducción mutua.
• Efecto que tiene la velocidad de cambio de la corriente primaria y la inductancia mutua sobre la tensión inducida.
• Factores que afectan a la inductancia mutua: número de espiras de la bobina, tamaño físico de la bobina, permeabilidad de la bobina, posición de las bobinas entre sí.
• Ley de Lenz y reglas para determinar la polaridad.
• Fuerza contraelectromotriz, autoinducción.
• Punto de saturación.
• Principales usos de los inductores.

12) Teoría del motor/generador de corriente continua:

• Teoría básica de motores y generadores.
• Fabricación y función de los componentes de un generador de corriente continua.
• Funcionamiento y factores que afectan a la magnitud y la dirección del flujo de corriente en generadores de corriente continua.
• Funcionamiento y factores que afectan a la potencia de salida, el par, la velocidad y el sentido de giro de los motores de corriente continua.
• Motores con excitación en serie, motores con excitación en paralelo y motores con excitación mixta.
• Estructura de un generador de arranque.

13) Teoría de corriente alterna:

• Forma de onda sinusoidal: fase, período, frecuencia, ciclo.
• Valores de la intensidad de corriente instantánea, media, eficaz, pico, de pico a pico y cálculos de estos valores en relación con la tensión, la intensidad de corriente y la potencia.
• Ondas triangulares/cuadradas.
• Fundamentos de la corriente monofásica y la trifásica.

14) Circuitos resistivos (R), capacitivos (C) e inductivos (L):

• Relación de fase de la tensión y la intensidad de corriente en circuitos L, C y R, en paralelo, en serie y en serie y paralelo.
• Disipación de potencia en circuitos L, C, R.
• Impedancia, ángulo de fase, factor de potencia y cálculos de la corriente eléctrica.
• Cálculos de la potencia eficaz, aparente y reactiva.

15) Transformadores:

• Principios, funcionamiento y estructura de un transformador.
• Pérdidas de transformador y métodos para corregirlas.
• Comportamiento de los transformadores con y sin carga.
• Transferencia de potencia, rendimiento, marcas de la polaridad.
• Cálculo de las tensiones e intensidades de línea y de fase.
• Cálculo de la potencia en un sistema trifásico.
• Intensidad y tensión primaria y secundaria, relación de espiras, potencia, rendimiento.
• Autotransformadores.

16) Filtros:

• Funcionamiento, aplicaciones y utilización de los siguientes filtros: de paso bajo, de paso alto, de paso de banda y eliminador de banda.

17) Generadores de corriente alterna:

• Rotación de una espira en un campo magnético y forma de onda generada.
• Funcionamiento y estructura de generadores de corriente alterna de inducido y campo giratorios.
• Alternadores monofásicos, bifásicos y trifásicos.
• Ventajas y utilización de las conexiones trifásicas en triángulo y en estrella.
• Generadores de imán permanente.

18) Motores de corriente alterna:

• • Estructura, principios de funcionamiento y características de: motores síncronos y de inducción de corriente alterna, monofásicos y polifásicos.
  • Métodos de control de la velocidad y el sentido de giro.
  • Métodos para producir un campo giratorio: condensador, inductor, polo, dividido o blindado.

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