Elettronica ed Elettrotecnica

Istituto di Istruzione Superiore “PRIMO LEVI”
ISTITUTO TECNICO - SETTORE TECNOLOGICO
Elettronica ed Elettrotecnica - Informatica e Telecomunicazioni
LICEO SCIENTIFICO - LICEO SCIENTIFICO opzione Scienze Applicate
LISS - LICEO SCIENTIFICO SPORTIVO
DS-22 “Programma svolto” rev.1
ELETROTECNICA ED ELETTRONICA
DISCIPLINA:
CLASSE:
4
sez. AN
A.S. 2015/16
BIAMINO CHRISTIAN - BOLINESE MARCO
INSEGNANTI:
LIBRO DI TESTO: : Elettrotecnica ed Elettronica art. elettronica vol.2 Mirandola ed.
Zanichelli
PROGRAMMA
SVOLTO
RIPASSO
 Ripasso degli argomenti fondamentali della classe 3^ necessari per l'anno in corso: circuiti in dc,
elementi in ac, fondamenti dell'elettromagnetismo, teoremi fondamentali dell'elettrotecnica
RETI IN ALTERNATA
 Rifasamento monofase: motivazioni e necessità di rifasare, perdita di potenza lungo la linea, analisi
del triangolo delle potenze (teo. di Boucherot), calcolo della capacità rifasante
 Sistema trifase: definizione, generalità e andamento della terna di tensioni e/o vettori.
 Relazioni delle grandezze in un sistema trifase equilibrato: tensione e corrente di linea, tensione
concatenata e legame/relazione con la tensione di fase/linea.
 Collegamento stella del carico trifase,diagramma vettoriale ed esempio di calcolo delle grandezze
di linea e fase(correnti).
 Connessione a triangolo di carico trifase, diagrammi vettoriali.
 Confronto fra connessione a triangolo e stella, calcolo delle potenze nel trifase.
 Rifasamento nel sistema trifase, calcolo delle capacità rifasanti nella connessione a stella e
triangolo.
DIODI
 Diodo a semiconduttore(PN): struttura, direct bias e reverse bias, modelli equivalenti, caratteristica
di polarizzazione.
 Impiego dei diodi nei circuiti: Circuiti clipper serie: negativo e positivo, analisi delle curve
caratteristiche.
 Modelli approssimati dei diodi, analisi grafica di circuiti contenenti diodi, circuiti raddrizzatori.
 Circuiti raddrizzatori (rectifier circuit) a semplice e doppia semionda(ponte di Greatz).
 Risoluzione grafica di un circuito contenente un diodo
 Diodo varicap
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 Clipper a due livelli(circuiti tosatori), diodo Zener caratteristiche e utilizzo.
 Schema di principio di un alimentatore stabilizzato contenente il diodo zener
QUADRIPOLI
 Definizioni dei quadripoli attivi e passivi, parametri Z e parametri immagine, calcolo
dell'impedenza di ingresso e di uscita
 Adattamento in potenza e in tensione di un quadripolo,impedenze immagine, impedenza
caratteristica, guadagno in dB(decibel).
 Definizione dei decibel sui guadagni di tensione, corrente e potenza.
 Quadripoli in cascata: generalità e condizioni per il max trasferimento di potenza.
 La F.d.t. di un quadripolo: calcolo e definizioni, rappresentazione asintotica di Bode
 Le F.d.t. di un quadripolo, risposta di un quadripolo nel dominio della frequenza, risposta in
ampiezza.
 Risposta di un quadripolo nel dominio della frequenza, diagrammi asintotici di Bode (funzione
costante, funzione con polo e zero nell'origine).
 Quadripoli come filtri RC passivi 1^ ordine
 Filtro RC configurato LPF e HPF, analisi e andamento della f.d.t. utilizzando Bode.
 Filtro RC configurato BPF(passa banda) come HPF unito con un LPF.
 Filtri passivi 1^ ordine tipo LC: LPF(passa basso) e HPF(passa alto), confronto con i RC.
 Schemi e diagrammi riepilogativi dei filtri di 1^ ordine RC e RL.
 Generalità sulle celle RLC del 2^ ordine e relativi diagrammi di Bode.
MACCHINE ELETTTRICHE
 Generalità e principi di funzionamento delle macchine statiche e dinamiche
 Schemi a blocchi, reversibilità della macchina elettrica
 Trasformatore monofase ideale: analisi del funzionamento ideale, elevatore e abbassatore di
tensione.
 Trasformatore monofase ideale: a vuoto, a carico e in cto.cto
 Trasformatore monofase reale: circuito elettrico equivalente, potenze disperse.
 Trasfromatore trifase: generalità, struttura di principio, funzionamento, tipologie di collegamento
avvolgimenti primari-secondari (Dd,Dy,Yy, Yd), gruppo di collegamento
 L'autotrasformatore monofase e trifase: generalità e principio di funzionamento.
 Connessione in parallelo di trasformatori monofase: principi e generalità.
 Macchina rotante DC:generalità, struttura, principio di funzionamento, magneti permanenti e
circuiti di eccitazione (serie, parallelo e indipendente)
 Struttura del motore dc, collettore, poli salienti, traferro
 Analisi motore dc ad eccit. indipendente: equaz. di armatura e/o campo nel funzionamento come
motore e generatore, relazione della velocità(rpm e rad/s, potenza e coppia.
 Caratteristica meccanica.
 Bilancio energetico della macchina dc funzionante come motore e/o come dinamo.
 Macchina AC asincrona: struttura del motore asincrono,principio di funzionamento.
 Motore asincrono trifase(MAT), generazione del campo magnetico rotante.
 Circuito elettrico equivalente del MAT, scorrimento,caratteristica Coppia-scorrimento(s). a
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 Avviamento stella-triangolo, avviamento/regolazione di velocità mediante controllo di frequenza,
legame fra la freq. di statore e rotore attraverso lo scorrimento s, potenza e coppia trasmessa e
meccanica utile(bilancio energetico).
 Macchina AC sincrona: generalità, principio di funzionamento, utilizzo come alternatore trifase:
generalità,impiego e principio di funzionamento. Macchina isotropa e anisotropa,poli eccitati,
circuito elettrico equivalente. Bilancio energetico, rendimento. Funzionamento sotto carico di un
alternatore. Reazione di indotto
 Motori step to step e brushless: generalità, struttura, principio di funzionamento, impiego.
L'AMPLIFICATORE OPERAZIONALE (O.A.)
 L'amplificatore operazionale(O.A.) ideale: schema di principio,simbolo,pin-out(microA741),
tensione differenza, parametri reali e ideali, fdt ideale, CCV tra gli ingressi,O.A.
 Configurazioni fondamentali: invertente, non invertente e sommatore
 Principi sui filtri attivi con O.A: analisi RC passa alto(derivatore limitato) e passa basso(integratore
limitato) con relativi diagrammi di Bode.
 Configurazione differenziale e di sommatore invertente, buffer e suo utilizzo.
 Cascata di due O.A. con calcolo della f.d.t.
 Misure modulo e fase nei filtri RC attivi
AMPLIFICATORI BJT
 Struttura, principio di funzionamento del transistore BJT, struttura NPN e PNP
 Il BJT come amplificatore di corrente: zona attiva, saturazione e interdizione,curve
caratteristiche(ingresso e uscita).
 Punto di lavoro (funzionamento a riposo) statico del BJT.
 Circuiti di polarizzazione: fissa, collettore base e autopolarizzante.
LABORATORIO
 Presentazione del corso,la metodologia didattica impiegata,supporti didattici utilizzati, ripasso
sull’utilizzo dei componenti passivi e alimentatori stabilizzati (Vdc). Generatore di segnale
sinusoidale (Vsin) e sue caratteristiche di applicazione.
 Simulazione con Pspice.
 Misure di simulazione con Vsin e caratteristiche principali con software PsPice
 Simulazione circuiti in ac con Pspice
 Utilizzo del generatore di segnale sinusoidale (Vsin): caratteristiche tecniche. Tempi di
simulazione. Esercizi sui segnali sinusoidali ed applicazione su software PsPice.
 Utilizzo ed applicazione dell'oscilloscopio come strumento di misura, caratteristiche tecniche e
funzionamento.
 Taratura dell'oscilloscopio e della traccia.
 Misure di periodo e ampiezza con l'oscilloscopio
 Rilievo delle caratteristiche di un diodo a semiconduttore pn i periodo e ampiezza con
l'oscilloscopio
 Analisi e simulazione con misure sui generatori di segnali con l'oscilloscopio: ampiezza e periodo
con verifiche circuitali.
 Simulazione dei segnali sinusoidali nel dominio del tempo con Pspice.
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 Rilievo della tensione d'uscita in funzione della frequenza come risposta ad un segnale sinusoidale
nei filtri passa basso (RC) e passa alto (CR)
 Analisi dei filtri passa basso e passa alto: simulazione Transient V(t) e AC-Sweep V(f).
 Rilievo della Vo al variare della frequenza di Vi in un quadripoli RC(analisi nel dominio della
freq.)
 Prove sul trasformatore monofase:n.1 prova a vuoto, n. 2 prova di cortocircuito, rilievo
sperimentale delle perdite
 Simulazione con Pspiece di circuiti(quadripoli)RC come HPF(filtro passa alto) e LPF(filtro passa
basso), calcolo modulo e fase
 Realizzazione su breadboard filtri passici RC in configurazione LFB e HFB, in seguito rilievo di
Vo, calcolo della fdt e grafici di Bode.
Torino, 28.05.2016
I rappresentanti di classe
I docenti
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