Programma per il POF

I.T.I.S. “ G. FERRARIS”
Anno Scolastico 2008/2009
Programma di Elettrotecnica: classe 5^ B.
Docente: prof.ssa Elisabetta Servetto
Finalità.
L’insegnamento dell’Elettrotecnica, formativo e propedeutico al proseguimento degli studi universitari, deve
fornire agli allievi strumenti per l’analisi dei fenomeni elettrici, elettromagnetici ed elettromeccanici, nonché
quelli per l’interpretazione del funzionamento delle macchine elettriche e della scelta di apparecchiature in
relazione ai tipi di servizio, ai settori di impiego ed alle condizioni di installazione.
Obiettivi didattici.
Al termine del corso l’allievo dovrà possedere conoscenze, competenze e capacità che lo rendano in grado
di:
1) analizzare e dimensionare reti elettriche lineari e non lineari;
2) conoscere i principi di funzionamento e le caratteristiche delle principali macchine elettriche in
relazione al loro impiego;
3) analizzare le caratteristiche funzionali degli elementi dei sistemi di generazione, conversione,
trasporto ed utilizzazione dell’energia elettrica;
4) conosce e sapere utilizzare strumenti e metodi di misura delle grandezze elettriche;
5) collaudare sistemi elettrici, ed in particolare, macchine ed impianti elettrici;
6) conoscere e sapere applicare le norme di protezione e di prevenzione degli infortuni di natura
elettrica;
7) adoperare manuali tecnici ed interpretare la documentazione tecnica del settore;
8) descrivere il lavoro svolto, redigere documenti per la produzione dei sistemi progettati.
Modulo 1: Trasformatori
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Cenni costruttivi sui trasformatori: nucleo magnetico, avvolgimenti primario e secondario.
Trasformatore monofase: principio di funzionamento.
Trasformatore ideale: funzionamento a vuoto e sotto carico. Diagrammi vettoriali.
Trasformatore reale: funzionamento a vuoto e sotto carico. Diagrammi vettoriali.
Prova a vuoto e in corto circuito.
Circuito equivalente semplificato.
Formula C.E.I. variazione di tensione del trasformatore da vuoto a carico.
Caratteristiche esterne.
Bilancio energetico, perdite di potenza.
Rendimento: curve del rendimento e delle perdite in funzione della corrente secondaria.
Funzionamento in parallelo.
Trasformatore trifase: funzionamento a vuoto, in corto circuito, sotto carico.
Cenno al collegamento delle fasi.
Circuito equivalente semplificato.
Formula C.E.I. variazione di tensione del trasformatore da vuoto a carico.
Bilancio energetico e rendimento elettrico.
Funzionamento in parallelo.
Autotrasformatori: funzionamento a vuoto, a carico (monofase e trifase).
Variatori di tensione.
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Modulo 2: Macchina asincrona.
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Cenni costruttivi sulle macchine asincrone: circuiti magnetici, avvolgimenti di statore e di rotore,
principio di funzionamento.
- Motore con rotore in corto circuito:
a) rotore a gabbia semplice;
b) rotore a doppia gabbia;
c) rotore a barre alte.
- Motore con rotore avvolto ad anelli.
- Funzionamento del motore asincrono:
- a) con rotore fermo;
- b) con rotore in moto.
- Definizione del rapporto di trasformazione del motore.
- Prova a vuoto e in corto circuito.
- Tensioni indotte dal campo rotante negli avvolgimenti di statore e di rotore, scorrimento.
- Equazioni fondamentali, reazione rotorica.
- Circuito equivalente.
- Bilancio energetico, perdite e rendimento.
- Caratteristiche meccaniche dei motori: con rotore avvolto ad anelli, con rotore in corto circuito.
Avviamento dei motori: la doppia funzione del reostato di avviamento del motore ad anelli.
- Avviamento con tensione ridotta del motore in corto circuito:
a) avviamento stella-triangolo;
b) avviamento con autotrasformatore;
c) avviamento con resistenze o reattanze statoriche.
- Regolazione della velocità.
Modulo 3: Macchine sincrone.
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Alternatore trifase: principio di funzionamento e cenni costruttivi.
Funzionamento a vuoto e caratteristica a vuoto.
Funzionamento a carico, reazione di indotto in relazione alla natura del carico.
Variazione della f.e.m. per reazione di indotto.
Circuito equivalente e diagramma vettoriale secondo Behn Eschemburg.
Caratteristica di corto circuito: determinazione dell’impedenza sincrona.
Caratteristiche esterne e di regolazione.
Coppia e potenza.
Rendimento elettrico ed industriale.
Parallelo degli alternatori, regolazione del carico.
Modulo 4: Macchine a corrente continua.
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Principio di funzionamento, cenni costruttivi, circuiti di eccitazione.
Generatore.
Funzionamento a vuoto della dinamo. Caratteristica a vuoto.
Funzionamento sotto carico, reazione di indotto.
Caratteristiche: esterna e di regolazione della dinamo con eccitazione separata e derivata.
Potenze, perdite e rendimento.
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Motore a corrente continua con eccitazione separata e derivata.
Funzionamento a carico del motore: corrente assorbita, coppia generata, avviamento.
Caratteristiche: meccaniche ed elettromeccaniche.
Potenza, perdite e rendimento.
Modulo 5: Misure Elettriche.
Parte pratica: esercitazioni in laboratorio.
Trasformatori monofase e trifase:
- misura del rapporto di trasformazione;
- misura delle resistenze degli avvolgimenti;
- prova a vuoto;
- prova in corto circuito.
Motore asincrono:
- misura di resistenza di statore;
- misura del rapporto di trasformazione;
- prova a vuoto;
- prova in corto circuito.
Macchina sincrona:
- misura della resistenza degli avvolgimenti;
- prova a vuoto;
- prova in corto circuito.
Metodi di insegnamento.
L’attività didattica verrà realizzata mediante:
1. lezione frontale;
2. lezione dialogata con partecipazione attiva dalla classe e con discussioni;
3. esercitazioni alla lavagna, anche senza voto;
4. esercitazioni in laboratorio mediante lavoro di gruppo.
Mezzi e strumenti di lavoro.
Verranno utilizzati:
1. il libro di testo adottato;
1. eventuali appunti forniti dall’insegnante;
2. strumenti ed apparecchiature in dotazione al laboratorio.
Spazi.
Le lezioni si svolgeranno in classe ed in laboratorio di misure elettriche.
Strumenti di verifica.
La verifica del conseguimento degli obiettivi prefissati verrà realizzata mediante:
1. interrogazioni orali finalizzate ad abituare gli allievi ad esprimersi correttamente e con un adeguato
linguaggio specifico proprio della disciplina;
2. verifiche scritte utilizzando le tipologie: quesiti a risposta singola (B), quesiti a risposta multipla (C),
problemi a soluzione rapida (D).
3. esercitazioni in laboratorio mediante lavoro di gruppo.
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Si prevede di svolgere tre verifiche scritte, e, due interrogazioni orali a quadrimestre.
Criteri di valutazione.
Per l’attribuzione del voto sono stabiliti i seguenti livelli di conoscenza:
 gravi lacune nella preparazione di base, incapacità di orientarsi e di sapere affrontare, anche se
aiutato, semplici quesiti, esposizione limitata ed imprecisa: voto 3 – 4.
 Conoscenza superficiale degli argomenti, difficoltà iniziale nell’affrontare i quesiti proposti,
esposizione con lievi lacune ed imprecisa: voto 5.
 Conoscenza essenziale degli argomenti svolti, esposizione scritta ed orale corretta: voto 6.
 Conoscenza sicura degli argomenti svolti, esposizione chiara con utilizzo appropriato del gergo
specifico voto 7 - 8.
 Conoscenza approfondita degli argomenti, risoluzione di problemi con apporto critico personale,
esposizione orale completa, dettagliata, con utilizzo appropriato del gergo specifico della materia:
voto 9 – 10.
Savona, novembre 2008
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