ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA - CIVITAREALE

PIANO DI LAVORO CLASSE 5°ES
A.S. 2014-2015
MATERIA : ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA
INS. TEORICO: PROF. CIVITAREALE ALBERTO
INS. TECNICO-PRATICO: PROF. BARONI
MAURIZIO
MODULO 1: TRASFORMATORI (40 ore)
UNITA’ DIDATTICA 1: ASPETTI COSTRUTTIVI (2 ore)
Struttura generale dei trasformatori: nucleo magnetico, avvolgimenti, sistemi di
raffreddamento
UNITA’ DIDATTICA 2: TRASFORMATORE MONOFASE (12 ore)
Principio di funzionamento del trasformatore ideale ( a vuoto e a carico, potenze).
Circuito equivalente di un trasformatore reale.
Funzionamento a vuoto, in corto circuito e a carico, bilancio delle potenze, circuito
equivalente primario, circuito equivalente secondario.
Dati di targa del trasformatore, variazione di tensione da vuoto a carico, caratteristica
esterna , perdite e rendimento , cenni sull’autotrasformatore monofase.
UNITA’ DIDATTICA 3: TRASFORMATORE TRIFASE (12 ore)
Tipi di collegamento rapporto di trasformazione, circuiti equivalenti.
Potenze, perdite e rendimento, variazione di tensione da vuoto a carico.
Dati di targa del trasformatore trifase , autotrasformatore trifase.
Criteri di scelta del tipo di collegamento dei trasformatori trifase.
UNITA’ DIDATTICA 4: FUNZIONAMENTO IN PARALLELO DEI TRASFORMATORI (6
ore)
Collegamento in parallelo di trasformatori monofase .
Collegamento in parallelo di trasformatori trifase.
Prerequisiti: sistema monofase e sistema trifase
Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Conoscenze: le principali particolarità costruttive dei trasformatori, il principio di
funzionamento e gli schemi equivalenti dei trasformatori, i dati di targa di un trasformatore
e il loro significato, le regole del funzionamento in parallelo dei trasformatori
Competenze: saper tracciare il diagramma vettoriale della macchina in base alle varie
condizioni (a vuoto, a carico, in corto circuito).
Saper calcolare le tensioni e correnti o i parametri caratteristici di uno schema equivalente
di un trasformatore, saper scegliere un trasformatore in relazione al suo impiego.
Compresenza: no
Verifica formativa di metà modulo: Prova scritta (2 ore) al termine della seconda unità
didattica.
Verifica sommativa di fine modulo: Prova scritta (2 ore).
Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 4 ore) seguito da una verifica
scritta completa per gli studenti che avessero conseguito sulla verifica di fine modulo una
valutazione gravemente insufficiente (cioè <=4/10), test breve a scopo integrativo per gli
studenti che sulla verifica di fine modulo avessero conseguito una valutazione di 5/10.
MODULO 2: MACCHINA ASINCRONA (35 ore)
UNITA’ DIDATTICA 1: ASPETTI COSTRUTTIVI (4 ore)
Struttura generale del motore asincrono trifase: cassa statorica, circuito magnetico
statorico , circuito magnetico rotorico, avvolgimento statorico,avvolgimento rotorico, tipi di
raffreddamento.
UNITA’ DIDATTICA 2: MOTORE ASINCRONO TRIFASE (15 ore)
Campo magnetico rotante nella macchina asincrona trifase, velocità del campo magnetico
rotante, verso di rotazione del campo.
Tensioni indotte negli avvolgimenti, funzionamento con rotore in movimento, scorrimento,
frequenza rotorica, tensioni indotte rotoriche.
Circuito equivalente del motore asincrono trifase, rappresentazione elettrica del carico
meccanico.
Funzionamento a carico, bilancio delle potenze, rendimento.
Funzionamento a vuoto, funzionamento a rotore bloccato.
Circuito equivalente statorico.
Dati di targa del motore asincrono trifase , curve caratteristiche del motore asincrono
trifase, caratteristica meccanica del motore asincrono trifase.
Cenni sul funzionamento da generatore e da freno della macchina asincrona.
UNITA’ DIDATTICA 3: AVVIAMENTO E REGOLAZIONE DI VELOCITA’ (8 ore)
Aspetti generali. Motore con rotore avvolto e reostato di avviamento.
Motori a doppia gabbia e a barre alte.
Avviamento a tensione ridotta.
Regolazione della velocità mediante variazione della frequenza e della tensione , cenni sui
motori a più velocità ottenuti per variazione del numero dei poli.
Prerequisiti : sistema trifase e campo magnetico rotante.
Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
Conoscenze: Le principali particolarità costruttive della macchina asincrona, il principio di
funzionamento e il circuito equivalente di una macchina asincrona, i dati di targa di un
motore asincrono e il loro significato, i principali aspetti relativi all’avviamento e alla
regolazione di velocità del motore asincrono anche in relazione alle caratteristiche del
carico meccanico.
Competenze: saper calcolare i parametri del circuito equivalente di un motore asincrono
trifase, saper determinare le caratteristiche di funzionamento del motore asincrono trifase
in base alle condizioni di alimentazione e di carico.
Compresenza : no
Verifica formativa di metà modulo: Prova scritta (2 ore) al termine della seconda unità
didattica.
Verifica sommativa di fine modulo: Prova scritta (2 ore).
Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 4 ore) seguito da una verifica
scritta completa per gli studenti che avessero conseguito sulla verifica di fine modulo una
valutazione gravemente insufficiente (cioè <=4/10), test breve a scopo integrativo per gli
studenti che sulla verifica di fine modulo avessero conseguito una valutazione di 5/10.
MODULO 3 : MACCHINA SINCRONA (25 ore)
UNITA’ DIDATTICA 1: ASPETTI COSTRUTTIVI (4 ore)
Struttura generale dell’alternatore trifase: rotore e avvolgimento di eccitazione, statore e
avvolgimento indotto, sistemi di eccitazione.
UNITA’ DIDATTICA 2: MACCHINA SINCRONA TRIFASE (15 ore)
Funzionamento a vuoto. Funzionamento a carico, reazione d’indotto: circuito puramente
ohmico, circuito puramente induttivo, circuito puramente capacitivo.
Circuito equivalente e diagramma vettoriale , determinazione dell’impedenza sincrona.
Variazione di tensione e curve caratteristiche.
Bilancio delle potenze e rendimento.
Funzionamento da motore sincrono.
Dati di targa della macchina sincrona.
Prerequisiti: sistema monofase, trifase , elettromagnetismo
Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Conoscenze: Le principali particolarità costruttive della macchina sincrona, il principio di
funzionamento e il circuito equivalente della macchina sincrona nel funzionamento da
generatore, i dati di targa della macchina sincrona e il loro significato, il principio di
funzionamento e le caratteristiche dei principali motori sincroni monofase
Competenze: Saper calcolare i parametri del circuito equivalente , saper determinare le
caratteristiche di funzionamento di una macchina sincrona trifase in base alle condizioni di
alimentazione, eccitazione e carico.
Compresenza: no
Verifica sommativa di fine modulo: Prova scritta (2 ore).
Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 4 ore) seguito da una verifica
scritta completa per gli studenti che avessero conseguito sulla verifica di fine modulo una
valutazione gravemente insufficiente (cioè <=4/10), test breve a scopo integrativo per gli
studenti che sulla verifica di fine modulo avessero conseguito una valutazione di 5/10.
MODULO 4 : ELETTRONICA DI POTENZA (20 ore)
Diodi di potenza ,tiristori SCR, TRIAC :funzionamento , caratteristica tensione-corrente.,
applicazioni.
Conversione ac/dc : raddrizzatori non controllati, raddrizzatori controllati,
Convertitori dc/ac : inverter monofase a ponte, inverter trifase a ponte
Convertitori dc/dc chopper abbassatore, chopper elevatore
Prerequisiti: conoscenze di base di Elettronica analogica
Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Conoscenze: gli ambiti di applicazione dell’elettronica di potenza,le principali
caratteristiche di funzionamento dei componenti elettronici di potenza, le principali strutture
circuitali e il funzionamento dei convertitori ac/dc, dc/ac , dc/dc.
Competenze: saper associare ai vari componenti i relativi impieghi tipici.
Compresenza: no
Verifica sommativa di fine modulo: Prova scritta (2 ore).
Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 2 ore) seguito da una verifica
scritta completa per gli studenti che avessero conseguito sulla verifica di fine modulo una
valutazione gravemente insufficiente (cioè <=4/10), test breve a scopo integrativo per gli
studenti che sulla verifica di fine modulo avessero conseguito una valutazione di 5/10.
MODULO 5: LABORATORIO DI MISURE ELETTRICHE(60 ORE)
Prova a vuoto di un trasformatore monofase.
Prova di corto circuito di un trasformatore monofase.
Prova a vuoto di un trasformatore trifase
Prova di corto circuito di un trasformatore trifase
Prova a vuoto di un motore asincrono.
Prova in corto circuito di un motore asincrono
Prova sul freno Pasqualini.
Prove su un generatore sincrono(a vuoto, in corto circuito, calcolo di potenze)
Prerequisiti: le conoscenze teoriche relative ai moduli 1, 2 e 3.
Metodi: lezioni frontali, prove pratiche e relazioni svolte al computer
Conoscenze: le principali prove di collaudo relative ai trasformatori , al motore asincrono e
al generatore sincrono.
Competenze: Saper eseguire e saper interpretare i risultati delle principali prove di
collaudo dei trasformatori, del motore asincrono e del generatore sincrono.
Compresenza : si
Verifica : costituiscono elementi di verifica le relazioni relative alle esercitazioni svolte.
La valutazione complessiva di fine modulo terrà conto per ciascun studente sia del livello
qualitativo medio delle relazioni presentate e sia del numero di relazioni svolte.
Costituirà infatti elemento di valutazione negativo la mancata consegna (e in misura
minore la consegna in ritardo) di una o più relazioni.
Recupero: eventualmente in itinere se si rendesse necessario per alcuni studenti ripetere
determinate esercitazioni.
NOTA: i moduli 1, 2, 3 e 4 saranno svolti sequenzialmente , il modulo 5 sarà svolto in
parallelo agli altri moduli nel corso dell’anno scolastico.
Per ciascun modulo il computo delle ore comprende anche le verifiche formativa e
sommativa e le eventuali ore necessarie per il recupero, è previsto inoltre che un monte –
ore pari al massimo al 10% del totale delle ore sia dedicato all’area di progetto per lo
sviluppo di tesine per l’esame di Stato.
Qualora si utilizzassero per le unità didattiche di recupero le normali ore di lezione e fosse
necessario un tempo maggiore di quello preventivato questo comporterà necessariamente
una riduzione del numero di ore disponibili per i moduli successivi e quindi una
programmazione didattica più ristretta di essi.
Il libro di testo adottato è “CORSO DI ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA vol .3 (per
l’articolazione ELETTROTECNICA degli Istituti Tecnici settore Tecnologico).
AUTORI: CONTE G., CESERANI M., IMPALLOMENI E.
EDIZIONI: HOEPLI
Gli studenti utilizzeranno inoltre appunti presi a lezione e fotocopie e dispense distribuite
dal docente.
Il docente: Civitareale Alberto
L’ITP: Baroni Maurizio