Vitali Marina
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ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET OBIETTIVI GENERALI DELLA DISCIPLINA NEL TRIENNIO Il docente di “Elettrotecnica ed elettronica” concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale: utilizzare, in contesti di ricerca applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza; cogliere l’importanza dell’orientamento al risultato, del lavoro per obiettivi e della necessità di assumere responsabilità nel rispetto dell’etica e della deontologia professionale; riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa; saper interpretare il proprio autonomo ruolo nel lavoro di gruppo; essere consapevole del valore sociale della propria attività, partecipando attivamente alla vita civile e culturale a livello locale, nazionale e comunitario; riconoscere e applicare i principi dell’organizzazione, della gestione e del controllo dei diversi processi produttivi; analizzare criticamente il contributo apportato dalla scienza e dalla tecnologia allo sviluppo dei saperi e al cambiamento delle condizioni di vita; riconoscere le implicazioni etiche, sociali, scientifiche, produttive, economiche e ambientali dell’innovazione tecnologica e delle sue applicazioni industriali; orientarsi sulla normativa che disciplina i processi produttivi nel settore di riferimento, con particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro, sia alla tutela dell’ambiente e del territorio. OBIETTIVI DIDATTICI DA CONSEGUIRE NEL SECONDO BIENNIO Applicare nello studio e nella progettazione di impianti e apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti dell’elettrotecnica e dell’elettronica (es. risolvere una rete elettrica in c.c. o in c.a.). Spiegare e descrivere i principi di funzionamento e le caratteristiche tecniche delle macchine elettriche e delle apparecchiature elettroniche, con riferimento ai criteri di scelta per la loro utilizzazione e interfacciamento (es. scegliere un trasformatore per alimentare un semplice impianto industriale). Utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore per effettuare collaudi, controlli e verifiche (es. utilizzare la strumentazione necessaria per il controllo del flusso di potenza in un sistema trifase). Gestire progetti (es. progettare la realizzazione di un filtro passa basso). Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali. CLIL- Imparare a usare ciò che si sa della lingua Inglese attraverso i contenuti disciplinari dell’ Elettrotecnica e “dintorni” (energia, ambiente, territorio...). PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 1 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET COMPETENZE RICHIESTE Tutte le conoscenze e competenze acquisite nel primo biennio nelle discipline di Fisica, Scienze e Tecnologie Applicate, Matematica saranno considerati prerequisiti al programma della classe terza. In particolare le competenze richieste indispensabili sono: ∙ fornire i concetti di proporzionalità diretta e inversa ∙ operare con le potenze di 10 a esponente positivo e negativo utilizzando i prefissi milli, micro, nano, pico, chilo, mega, giga, tera ∙ risolvere equazioni di primo e secondo grado ∙ risolvere sistemi di primo grado ∙ saper utilizzare il piano cartesiano ∙ aver acquisito i concetti di tensione, corrente, resistenza, potenza dissipata ∙ calcolare la resistenza di un conduttore ∙ fornire la relazione fra potenza ed energia ∙ aver compreso il funzionamento del circuito elettrico elementare ∙ risolvere problemi con le quattro grandezze fondamentali (tensione, corrente, resistenza, potenza) utilizzando le leggi di Ohm e di Joule ∙ calcolare la resistenza equivalente di due o più resistenza collegate in serie o parallelo ∙ applicare a circuiti semplici le leggi di Kirchhoff ∙ scegliere e operare con gli strumenti di misura elementari (amperometro, voltmetro) e conoscerne le caratteristiche. MODALITÀ DI VERIFICA DEL POSSESSO DELLE COMPETENZE Sui prerequisiti allo studio dell’elettrotecnica e oggetto di studio nelle materie Matematica, Fisica e Scienze e Tecnologie Applicate, verrà somministrato a inizio anno un test d’ingresso, dopo un breve ripasso dei concetti fondamentali. Il voto del test sarà computabile nella media finale del primo quadrimestre. Le prove di verifica orali saranno sia interrogazioni brevi, cioè domande su singoli punti, che interrogazioni individuali più approfondite su molteplici argomenti. Queste ultime difficilmente saranno più di due a quadrimestre. Le prove di verifica scritte saranno effettuate al termine dei singoli moduli per accertare se tutti gli alunni hanno conseguito gli obiettivi perseguiti attraverso le specifiche attività svolte. Queste verifiche, almeno due a quadrimestre, saranno diversificate per obiettivi di conoscenza (es. domande aperte e/o chiuse) e di abilità (domande aperte e/o chiuse di tipo numerico). Le verifiche scritte saranno corredate di una griglia di correzione. Per quanto riguarda le attività di laboratorio, oltre al monitoraggio continuo sugli alunni presso banchi di lavoro, verranno richieste relazioni di gruppo al fine di stimolare il lavoro collaborativo. Ogni singolo alunno sarà poi valutato secondo un’apposita griglia per ogni esercitazione proposta. PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 2 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET SITUAZIONE INIZIALE DELLA CLASSE Dopo un lungo periodo di ripasso e consolidamento viene somministrato un test d’ingresso per verificare la preparazione degli studenti sui prerequisiti richiesti. METODOLOGIA DI LAVORO Oltre alla lezione frontale verranno effettuati esercitazioni o attività di studio in piccoli gruppi, anche per correzione dei compiti a casa, che verranno sempre assegnati. Il libro di testo cartaceo è indispensabile e se ne farà riferimento in modo continuo, gli studenti dovranno averlo sempre con sé. L’approfondimenti di temi legati a elettricità, energia, ambiente, proposti in lingua inglese, offrono un ambiente di apprendimento che dovrebbe suscitare interesse e motivare a imparare. Questa è la metologia CLIL (Content Language Integrated Learning). Il web è oramai diventato uno strumento molto importante ed entrerà fattivamente nelle lezioni in aula, soprattutto ora che al posto delle lavagne tradizionali sono state sostituite le lavagne multimediali. In molte classi gli studenti sono inoltre autorizzati a lavorare col tablet. Strumenti come posta elettronica, social network e i-cloud permettono di poter comunicare i modo veloce e condividere appunti, file, video e immagini. Esiste tuttavia una certezza incrollabile: nessuna metodologia digitale può garantire buoni risultati a prescindere dal tempo e dall’impegno dello studente. Si può rendere l’apprendimento più organico, duraturo e appagante, ma nessun sistema può produrre risultati istantanei e senza sforzo. RISORSE NECESSARIE Risorse multimediali messe a disposizione dall’Istituto scolastico e/o di proprietà dello studente, libro di testo, risorse online, laboratorio di misure elettriche, sito web della Mondadori Education a cui gli studenti si devono registrare per poter accedere ai contenuti digitali. Le risorse CLIL e altre risorse, quali esercizi, approfondimenti, brochure, quaderni tecnici, ecc, verranno condivisi dalla docente con gli studenti nel servizio di archiviazione messo a disposizione da Google Drive. Gli studenti dovranno quindi fornire una propria e-mail alla docente (si consiglia di crearsi un account gmail). MODALITÀ DI VALUTAZIONE La media finale di tutti i voti scritti, orali e pratici (unico voto) sarà così calcolata: valor medio delle medie dei voti raggiunti nelle prove scritte, prove orali e valutazioni di laboratorio individuali (secondo la griglia di valutazione proposta per le attività di laboratorio). Il voto così computato viene assegnato quando sussistano un congruo numero di prove all’interno di una frequenza assidua. PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 3 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET Allo studente assente al test d’ingresso, test che per sua natura non può essere somministrato in un altro momento o recuperato con un’interrogazione orale, verrà assegnato la votazione inferiore ottenuta dagli studenti presenti (a meno non sussistano motivazioni eccezionali per l’assenza dello studente). Fanno integrante parte della valutazione e del voto finale l’impegno dimostrato durante tutto l’anno in classe e in laboratorio, il positivo e quotidiano interagire con la classe, la diligenza nell’esecuzione dei compiti assegnati, la puntualità nella partecipazione alle attività didattiche, la presenza costante alle lezioni e alle verifiche programmate, l’andamento del primo quadrimestre, i progressi realizzati dallo studente in rapporto ai livelli d’ingresso individuati. Queste integrazioni alla media finale possono venire quantizzate in un bonus/malus da +1 a –1. I voti assegnati alle relazioni di laboratorio di gruppo entreranno nelle griglie di valutazione dei singoli alunni per le attività di laboratorio, ma non entreranno direttamente nella media finale dei voti. PIANO DI STUDIO DELLA DISCIPLINA UDA N. 1 – Grandezze Elettriche In Corrente Continua, Energia E Potenza (sett-ott-nov) COMPETENZE Conoscere i principi base dei fenomeni elettrici Analizz0are i principali circuiti e dispositivi in c.c. Utilizzare gli strumenti di misura necessari per le verifiche di laboratorio Conoscere le caratteristiche funzionali, gli impieghi e i principali aspetti tecnologici dei componenti passivi utilizzati nei circuiti elettrici ed elettronici Conoscere i principi base dei fenomeni elettrici Saper analizzare i principali circuiti in c.c. Utilizzare gli strumenti di misura necessari per le verifiche di laboratorio Conoscere le caratteristiche funzionali, gli impieghi e i principali aspetti tecnologici dei componenti passivi utilizzati nei circuiti elettrici ed elettronici ABILITÀ Identificare le tipologie di bipoli elettrici definendo le grandezze caratteristiche ed i loro legami Applicare i principi generali di fisica nello studio di componenti, circuiti e dispositivi elettrici Applicare la teoria dei circuiti alle reti sollecitate in corrente continua Analizzare e dimensionare circuiti e reti elettriche comprendenti componenti lineari , sollecitati in continua Organizzare le proprie conoscenze e competenze acquisite per analizzare i problemi di maggiore complessità elaborandone soluzioni in modo autonomo o in gruppo Saper svolgere autonomamente delle misure elettriche su reti in corrente continua CONOSCENZE: PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 4 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET Corrente, tensione, resistenza: Corrente elettrica, Tensione elettrica, Resistenza e conduttanza elettriche, Legge di Ohm, Legge di Ohm generalizzata, Diagramma tensione-corrente, Il bipolo elettrico, Bipoli passivi, Convenzioni di segno per i bipoli passivi, Caratteristica esterna del resistore, Resistività e conduttività, Coefficiente di temperatura, Modelli equivalenti dei fenomeni elettrici (modello matematico, circuitale, grafico), prove di laboratorio (Caratteristiche degli strumenti di misura, rilievo della caratteristica V-I di bipoli lineari e non lineari, Misura di resistenza, metodo volt-amperometrico (inserzione con voltmetro a valle, inserzione con voltmetro a monte, Misura di reti resistive mediante multimetro) Energia e potenza: Effetto termico della corrente, effetto Joule, Il rendimento in generale, Perdite di potenza, Rendimento elettrico di un carico, Potenza nominale,prove di laboratorio (Misura di potenza: inserzione con voltmetro a valle, inserzione con voltmetro a monte, misura diretta della potenza, wattmetro) UDA N.2 – Circuiti Elettrici In Corrente Continua (dic-gen) COMPETENZE Conoscere i criteri di risoluzione delle reti elettriche in c.c. Risolvere circuiti elettrici di media complessità con più metodi risolutivi. ABILITÀ Scegliere il metodo di soluzione di un circuito più conveniente Organizzare le proprie conoscenze e competenze acquisite per analizzare i problemi di maggiore complessità elaborandone soluzioni in modo autonomo o in gruppo Saper svolgere autonomamente delle misure elettriche su reti in corrente continua CONOSCENZE Nodi, rami, reti: Principi di Kirchhoff, Resistenze in serie, Ripartizione della tensione e partitore di tensione, Resistenze in parallelo. Ripartizione della corrente e partitore di corrente, Connessioni miste di resistenze, Resistenza equivalente, laboratorio (Potenziometro e reostato, Regolazione potenziometrica della tensione, Regolazione reostatica della corrente, Verifica sperimentale dei principi di Kirchhoff), Sistema di equazioni ai nodi e alle maglie, Trasformazione triangolo-stella e stella-triangolo, Tensione tra due punti di una rete Generatori: Bipoli attivi, Convenzioni di segno per i bipoli attivi, Generatore ideale di tensione e di corrente, Caratteristica esterna dei generatori ideali, Generatore reale di tensione e di corrente, Caratteristica esterna dei generatori reali, Circuito aperto, Cortocircuito, Risoluzione algebrica dei circuiti, Risoluzione grafica dei circuiti, Determinazione del punto di lavoro, laboratorio (Resistenza interna di un generatore di f.e.m. continua e rilievo della caratteristica esterna) Pile, Accumulatori Generatori fotovoltaici Teoremi sulle reti: Teorema del massimo trasferimento di potenza, Principio di sovrapposizione degli effetti, Teorema di Thevenin, laboratorio (Verifica sperimentale del teorema di Thevenin) UDA N. 3 – Campo Elettrico e Condensatori (feb) COMPETENZE Acquisizione dei principi fondamentali dell’elettrostatica PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 5 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET Risoluzione dei circuiti ohmico-capacitivi anche al computer Utilizzo dell’oscilloscopio ABILITÀ Saper determinare i fenomeni energetici che si stabiliscono nei circuiti elettrici Comprendere il funzionamento di componenti reattivi capacitivi in corrente continua Analizzare i fenomeni transitori CONOSCENZE Condensatori in regime statico: Condensatori elettrici, Condensatore ad armature piane, Condensatori in parallelo e in serie, Reti capacitive, Laboratorio ( Condensatori in serie e parallelo) Condensatori in regime dinamico: Comportamento dinamico dei condensatori, Carica e scarica dei condensatori, Tipi di condensatori, Laboratorio (Oscilloscopio, Transitorio di un circuito R-C ) UDA n. 4 – Elettronica analogica e di potenza-Componenti discreti non lineari (mar) COMPETENZE Acquisire le conoscenze di base relative ai sistemi elettronici e ai fenomeni che li caratterizzano. ABILITÀ Identificare gli operatori logici Comprendere il comportamento di materiali semiconduttori CONOSCENZE Il diodo raddrizzatore: Diodo ideale e diodo reale, Collegamento a placca comune, Collegamento a catodo comune, I circuiti raddrizzatori, Raddrizzatore a semionda, Raddrizzatore a onda completa, Raddrizzatore a ponte, Laboratorio di elettronica Altre applicazioni dei diodi: I diodi Zener, I circuiti limitatori (clipper), I circuiti fissatori (clamper), I circuiti moltiplicatori di tensione, Altri tipi di diodi UDA N. 5 – Magnetismo ed elettromegnetismo (apr-mag) COMPETENZE Acquisire le conoscenze relative ai materiali ferromagnetici. e ai fenomeni che li caratterizzano ai fini del loro impiego nella costruzione delle macchine elettriche Conoscere le grandezze che caratterizzano il campo magnetico Determinare i fenomeni energetici che si stabiliscono nei circuiti elettrici e magnetici. ABILITÀ Valutare i fenomeni elettrodinamici che si verificano nei circuiti elettrici. Dimensionare circuiti magnetici. Risolvere correttamente esercizi su circuiti magnetici con più metodi di risoluzione CONOSCENZE: Grandezze magnetiche: Fenomeni magnetici, Campi magnetici prodotti da correnti elettriche, Legge della circuitazione magnetica, Induzione magnetica. Intensità del campo magnetico, Flusso magnetico. PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 6 di 7 ITIS MATTEI NOME:M.Vitali, G.Galeazzi PIANO DI LAVORO PERSONALE MATERIA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA FIRMA: DATA : 18 ottobre 2016 CLASSE: 3 DET Circuiti magnetici. Regola di Maxwell, Forza magnetomotrice, Riluttanza magnetica e permeanza, Classificazione dei materiali magnetici, Legge di Hopkinson. Legge della circuitazione magnetica, Caratteristica di magnetizzazione, Ciclo di Isteresi, Coefficiente di autoinduzione. Energia elettromagnetica, Forza agente sui conduttori: esperienza di Faraday. Legge di FaradayNeumann-Lenz, Risoluzione dei circuiti magnetici con la legge di Hopkinson e con la legge della circuitazione magnetica, Simulazione e verifica dei circuiti magnetici. TESTO UTILIZZATO Marco Coppelli, Bruno Stortoni “Eettrotecnica ed Elettronica” A.Mondadori Scuola vol.1° http://www.mondadorieducation.it/ Dispense della docente messe a disposizione nello spazio di archiviazione virtuale Google Drive http://www.mondadorieducation.it/ EVENTUALI ATTIVITÀ INTEGRATIVE Uscite didattiche, visite d’istruzione, alternanza scuola-lavoro. PLP REV. 3 del 20.09.12 Pagina 7 di 7
