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Experiencia CREA. Cálculo y diseño de un transformador

Mi nombre es Beatriz de Soto Cardenal y soy profesora de Formación Profesonal de la familia de Electricidad Electrónica, de la especialidad de Instalaciones Electrotécnicas en el I.E.S. Javier García Téllez de Cáceres.

He utilizado este curso este recurso educativo abierto, Cálculo y Diseño de un transformador, de Celia Carrasco Corraliza, porque, aunque ya anteriormente había impartido este módulo, no conocía estos recursos y me ha parecido muy oportuno utilizarlo con mis alumnos de 2º de grado medio en el módulo de Máquinas Eléctricas, en la unidad de trabajo de transformadores.

El éxito no es el resultado de la combustión espontánea. Debes encenderte a ti mismo

Arnold H. Glasow

Origen de la experiencia

La propuesta didáctica para este grupo de alumnos giraba en torno a la realización del cálculo analítico de pequeños transformadores, así como las operaciones para la construcción de estos.

En concreto el objetivo que se pretende alcanzar tras el desarrollo de esta Unidad de Trabajo, llevada a cabo a través de este REA, consiste en conocer de manera global cómo funciona un transformador y ser capaz de identificar los diferentes tipos de transformadores que existen. Además, el alumnado conocerá con detenimiento el proceso de cálculo del transformador así como las características de los materiales empleados en la construcción para poder llevarlo a la práctica. Por último, conocerán todos los ensayos y comprobaciones que realizarán al transformador una vez montado.

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_2 (R.D.1115/2007, de 24 de agosto)

A través de las siguientes unidades de competencia:

1. UC0825_2 Montar y mantener máquinas eléctricas

Descripción del REA

El REA está estructurado de la siguiente manera:

  • En el apartado Nos organizamos, veremos de manera global qué vamos a aprender y cómo lo vamos a hacer.
  • Conoceremos a continuación Las situaciones de aprendizaje, con las actividades a realizar.
  • Comenzaremos a analizar los bloques de contenidos, empezando por Los materiales constructivos, realizando las actividades para afianzar lo aprendido.
  • Posteriormente, veremos Las características eléctricas y el Cálculo de un transformador.
  • Por último, veremos las comprobaciones y los ensayos a realizar.

Al finalizar el proyecto, una vez que vemos de forma general cómo funcionan los transformadores, centrándonos en los monofásicos, sus características constructivas y de funcionamiento y el proceso de cálculo para su diseño, podremos montar nuestro propio transformador monofásico en el taller de prácticas.

Las actividades basadas en una metodología activa y por proyectos, constará en la realización de tareas, aplicando en la gran mayoría de ellas, el trabajo colaborativo.

El reto del REA es muy sencillo, 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.

En las diferentes secciones del recurso aprenderemos los asuntos relacionados con los materiales constructivos, las características eléctricas, los cálculos de un transformador, así como las comprobaciones y ensayos hechos al finalizar el proyecto.

En cuanto a los recursos necesarios para llevar a cabo el proyecto nos encontramos con los siguientes:

  • Tecnológicos:
    • Ordenador de sobremesa o portátil
    • Conexión a internet
  • Materiales:
    • Taco de madera de 42 x 42 mm
    • Carrete de ventana 42 x 42 mm
    • Chapas magnéticas EI
    • Hilo esmaltado para el devanado primario y secundario
    • Tubo flexible de diferentes diámetros
    • Regletas de conexión
    • Aislantes flexibles laminado
    • Cinta aislante o de carrocero
  • Herramientas:
    • Herramientas básicas del electricista
    • Bobinadora manual
    • Accesorios de bobinadora
    • Devanador
    • Llaves Allen de diferentes tamaños
    • Taladro
    • Broca del diámetro del eje de la bobinadora
    • Peladora de hilo esmaltado
    • Limas de madera
    • Calibre y micrómetro

En cuanto a los espacios necesarios para llevar a cabo el proyecto, nos encontramos que el alumnado, al ser alumnos de 2º curso de ciclo, dispone de ordenador propio para tener acceso a los programas informáticos que requieren para su etapa educativa, y, por tanto, en cualquiera de los espacios asignados para la impartición del módulo, ese recurso tecnológico estaría solventado. Por otra parte, para poder seguir una de las actividades dirigidas en el REA, en el caso de la situación de aprendizaje, Actividad 2: montaje de un transformador, necesitaríamos contar con el espacio de taller asignado para las máquinas eléctricas, pues es el que dispone de todos los materiales necesarios para tal fin.

Experiencia en el aula

El alumnado, ha ido siguiendo el REA de manera completa, analizando primero el apartado Nos organizamos, donde de manera global van a visualizar todas las actividades que tendrán que realizar durante el proyecto.

Imagen de la actividad en Classroom

Imagen del alumnado en el aula

En ese apartado inicial,el alumnado comprobará qué tiene que hacer durante el proyecto. En este caso es el cálculo de un transformador monofásico, el montaje de un transformador monofásico y por último los ensayos de un transformador monofásico. Este último apartado no ha podido ser realizado al ser un grupo de 2º curso, que, por el periodo formativo en empresa, contamos con menos tiempo disponible para ver los resultados de aprendizaje correspondientes al módulo y por tanto no hemos podido realizar experimentalmente los ensayos al no poder contar con el tiempo suficiente de dedicación para poder terminar el REA en su totalidad, al ser bastante extenso el desarrollo de este.

Captura del apartado nos organizamos

Imagen del apartado versiones imprimibles

Empezamos con los contenidos, en concreto con los materiales constructivos, haciendo los alumnos una vez que han visualizado todos los contenidos, las actividades interactivas que se encuentran al final de cada uno de los apartados.

Imagen de un alumno realizando una actividad

Continuando con los contenidos, nos encontramos con el apartado de características eléctricas, haciendo los alumnos una vez que han visualizado todos los contenidos, las actividades interactivas que se encuentran al final de este apartado.

Imagen  de un alumno realizando una actividad

En tercer lugar, llegamos al apartado de cálculo de una transformador, donde nos explica cuál es el proceso de cálculo a realizar, realizando los alumnos los ejemplos de cálculo propuestos, valorándolo como actividad propuesta en Classroom con las características detalladas en eScholarium.

Imagen del alumnado en el aula

Captura de un ejercicio

Captura de una actividad en Classroom

Captura de un ejercicio

Captura de una actividad en Classroom

Captura de una actividad en Classroom

Una vez realizados todos los cálculos para poder construir el transformador, se ha procedido al montaje de dicho transformador, montando por un lado el circuito magnético y por otro lado el circuito eléctrico.

Imagen del alumnado

Imagen del alumnado

Imagen del alumnado

Imagen del alumnado

Por último, llegamos al apartado de comprobaciones y ensayos, donde por falta de tiempo, debido a las limitaciones que tenemos en cuanto a cursos de 2º de formación profesional que deben asistir a la formación en centros de trabajo, este apartado se ha tenido que limitar a la realización de las tareas interactivas expuestas en el REA.

Imagen realizando una actividad

Evaluación del alumnado

Para el proceso de evaluación, se ha llevado a cabo mediante las rúbricas asociadas a cada una de las dos actividades realizadas del proyecto final según se muestra a continuación:
Las actividades que tienen rúbrica asociada son las siguientes:

Rúbrica 1: Cálculo de un transformador

Captura de la rúbrica primera

Rúbrica 2: Montaje de transformador

Captura de la rúbrica segunda

Recomendación final

Es fundamental que nuestros jóvenes sean conscientes de las aplicaciones reales de todo lo estudiado en los módulos, por lo que este tipo de herramientas, que facilitan el aprendizaje de manera muy práctica, saliéndose del seguimiento de un libro y por tanto una metodología más tradicional, considero que son herramientas que ayudan al alumnado a adquirir de una mejor manera todos los contenidos procedimentales.

Este REA, es un recurso que ha permitido al alumnado trabajar tanto de manera autónoma como en grupos, marcando ellos el ritmo de su propio aprendizaje, siendo por tanto un recurso que seguiría empleando y recomendaría a compañeros para trabajar con ellos.

 

 

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