Mi nombre es Celia Carrasco Corraliza y soy profesora de Formación Profesional en el I.E.S. Javier García Téllez de Cáceres. He decidido realizar este recurso educativo abierto porque para determinadas especialidades de formación profesional, como la mía de Instalaciones electrotécnicas, es difícil encontrar recursos para desarrollar en el aula con los alumnos. Creo que este REA puede ser muy útil para otros profesores que imparten el módulo de “Máquinas eléctricas” u otros de características similares en otros centros que compartan entre sus contenidos el estudio de transformadores eléctricos.

La temática básica del REA es realizar el cálculo constructivo de un transformador monofásico para su posterior montaje en el taller de prácticas utilizando una metodología basada en proyectos (ABP). 

“Dime y lo olvido, enséñame y lo recuerdo, involúcrame y lo aprendo”

 Los objetivos didácticos de este proyecto son:

• Conocer cómo funciona un transformador
• Identificar los diferentes tipos de transformadores
• Conocer las características de los materiales para la construcción de transformadores
• Conocer los ensayos y comprobaciones en transformadores
• Calcular y construir un transformador monofásico

Destacar, además, que este recurso educativo permite trabajar los siguientes resultados de aprendizaje para el módulo de «Máquinas eléctricas» del Decreto 203/2009, de 28 de agosto, por el que se establece el currículo del Ciclo Formativo de Grado Medio de Técnico en Instalaciones Eléctricas y Automáticas en la Comunidad Autónoma de Extremadura:

• RA2_Monta transformadores monofásicos y trifásicos, ensamblando sus elementos y verificando su funcionamiento.
• RA3_Ejecuta operaciones de mecanizado aplicando técnicas de medición y marcado y utilizando máquinas y herramientas.

Contribuyendo a la cualificación profesional siguiente: Montaje y mantenimiento de instalaciones eléctricas de baja tensión ELE257 (R.D.1115/2007, de 24 de agosto)

A través de las siguientes unidades de competencia: UC0825_2 Montar y mantener máquinas eléctricas

Origen del REA

Montar con los alumnos un transformador monofásico es parte de mi programación didáctica para la unidad de trabajo de “Transformadores eléctricos”, como profesora de este módulo de “Máquinas Eléctricas” que he impartido los últimos 3 años.  

Con este REA, la práctica se presenta de una forma más práctica y amena , trabajando tanto los contenidos conceptuales necesarios para comprender su funcionamiento y características, como desarrollando posteriormente varios supuestos del procedimiento matemático necesario a seguir para la construcción de un transformador monofásico en el taller de prácticas, que es el objetivo final del  proyecto.

Una vez  construido nuestro transformador, realizaremos las comprobaciones y ensayos correspondientes para establecer la calidad de los transformadores construidos por los alumnos y alumnas.

Descripción del REA

Nuestro objetivo es ser capaces de construir un transformador monofásico. Pero antes de construir el transformador, realizaremos nosotros mismos el cálculo para su diseño en función de determinados parámetros, realizando sobre el mismo los ensayos y comprobaciones necesarios para determinar la calidad del transformador construido.

Así, en las diferentes secciones del recurso aprenderemos lo siguiente:

• Bloque 1_Materiales constructivos: conoceremos las características que deben tener los materiales destinados a la construcción de transformadores.
• Bloque 2_Características eléctricas: conoceremos las principales características eléctricas de este tipo de máquinas estáticas. 
• Bloque 3_Cálculo de un transformador: calcularemos matemáticamente el diseño de un transformador monofásico y lo montaremos posteriormente en el taller de prácticas.
• Bloque 4_Comprobaciones y ensayos: realizaremos sobre nuestro transformador los ensayos y comprobaciones que se hacen habitualmente, ensayo de vacío, de carga, de cortocircuito y comprobación de aislamiento.

 En los distintos bloques de contenidos se realizan actividades interactivas para reforzar los conceptos estudiados. A continuación se muestran algunas de estas actividades interactivas a modo de ejemplo:  el rosco, donde a partir de cada inicial y una definición deben resolver la palabra en cuestión relacionada con los materiales constructivos de transformadores, o cuestiones tipo test o la actividad adivina, donde deben observar palabras que solo contienen algunas letras y a partir de una definición determinar a qué palabra nos estamos refiriendo o actividades de completar textos o definiciones o las típicas sopas de letras.

Proyecto final y tareas a resolver por los alumnos

Una vez vistos todos los bloques de contenidos, realizadas las actividades interactivas y resuelto los 4 supuestos de cálculo matemático propuestos en el REA, el alumnado ya estará preparado para superar con éxito su práctica en el taller.

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Los alumnos y alumnas podrán realizar las tres  tareas de la situación de aprendizaje propuestas:

Actividad 1: Cálculo de un transformador monofásico partiendo de los materiales del taller de prácticas

Partimos de unos materiales iniciales disponibles en el taller de prácticas, como el carrete del transformador, del que deben medir la ventana para establecer la potencia y el tipo de chapa magnética. En función de las tensiones primarias y secundarias establecidas en el enunciado de la actividad, deben seguir el proceso de cálculo matemático establecido para calcular el resto de datos necesarios para el diseño constructivo del transformador monofásico:

Actividad 2: Montaje del transformador

Una vez determinadas las características constructivas con el cálculo de la actividad 1, procederemos a montar en el taller de prácticas el transformador siguiendo los pasos establecidos en esta actividad y teniendo en cuenta todas las normas de seguridad indicadas por el profesor o profesora:

Actividad 3: Ensayo y comprobación del transformador

La última actividad propuesta para este proyecto es comprobar la calidad del transformador que hemos calculado y posteriormente construido, para lo cual se realizan los ensayos habituales, la prueba en vacío, la prueba de carga, la prueba de cortocircuito y la medida de aislamiento, todas ellas descritas en la actividad 3.

Para realizar la construcción del transformador y las pruebas posteriores sobre el mismo,  necesitaremos disponer de las siguientes herramientas, las cuales están disponibles en cualquier taller de máquinas eléctricas:XXXXXXXXX

• Herramientas básicas del electricista
• Bobinadora manual
• Accesorios de bobinadora
• Devanadora
• Llaves Allen de diferentes tamaños
• Taladro
• Broca del diámetro del eje de la bobinadora
• Peladora de hilo esmaltado.
• Limas de madera
• Calibre y micrómetro
• 2 voltímetros
• 2 amperímetros o 1 pinza amperimétrica
• Vatímetro de baja potencia
• Medidor de aislamiento
• Autotransformador regulable (Variac)

 

Organización del aula

Dependiendo del número de alumnos y del material disponible en el aula, se realizan las actividades de forma individual o en parejas. Mediante el estudio de los bloques de contenido conceptuales, en los bloques 1, 2, 3 y 4, a la realización de las actividades interactivas de repaso y refuerzo de contenidos y al análisis de los ejemplos de cálculo matemático y sus propuestas de ejercicios posteriores, el alumnado  podrá desarrollar las actividades planteadas en la situación de aprendizaje de forma más autónoma y autodidáctica. Se incluyen en cada una de las actividades las rúbricas de evaluación correspondiente, para que sepan de antemano que se espera de ellos y cómo van a ser evaluados.

Evaluación

La evaluación se realizará mediante las rúbricas asociadas a cada una de las tres actividades del proyecto final según se muestra un ejemplo a continuación:

 

 

En el recurso podemos consultar también la rúbrica del cálculo del transformador, la rúbrica para evaluar el montaje del transformador y la rúbrica de ensayo y comprobación del transformador:

Recomendación final

Como ya he mencionado anteriormente, para determinadas especialidades de formación profesional, es difícil encontrar recursos para emplear en el aula con el alumnado, sobre todo para grados medios y superiores, habiendo algo más de contenido para ciclos básicos de electricidad. Con este recurso se desarrolla una parte fundamental de los contenidos establecidos por currículo para el módulo de máquinas eléctricas entre otros, por lo que llevarlo a cabo en el aula da respuesta a esos contenidos de un modo estructurado, sencillo de seguir pese a su complejidad de contenidos y es más didáctico, ameno y motivador que métodos más tradicionales.

Por experiencia propia, sé que los principales problemas que suelen surgir con estos contenidos son los procedimientos matemáticos, por lo que es fundamental, que una vez lleguemos al bloque 3 de “Cálculos matemáticos”, el profesor explique cuidadosamente el proceso de cálculo para los dos supuestos prácticos y que los alumnos realicen los 4 ejercicios propuestos para comprender y aprender el procedimiento matemático correctamente.