ISTITUTO TECNICO TECNOLOGICO STATALE “G. e M.
MONTANI”
Agraria agroalimentare e agroindustria, Chimica materiali e biotecnologie, Elettronica ed
Elettrotecnica, Informatica e Telecomunicazioni, Meccanica meccatronica ed energia, Trasporti e
Logistica
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Programma di Elettronica – Elettrotecnica (Articolazione Elettrotecnica) Classe 4°EL. Sez.A
Anno Scolastico 2014/2015
Insegnanti: Natalucci Giorgio - Iuvalè Sergio
Ore settimanali: 6
CORRENTE ALTERNATA MONOFASE
Parametri caratteristici di una grandezza alternata sinusoidale, numeri complessi, notazione vettoriale,
algebrica e polare; corrispondenza tra le varie notazioni. Risoluzione di reti alimentate in corrente alternata
con il metodo simbolico. Potenza elettrica nei circuiti alimentati in corrente alternata monofase: potenza
attiva, reattiva, apparente. Fattore di potenza. Utilizzo del teorema di Boucherot per il calcolo delle potenze
in gioco in un sistema di distribuzione monofase. Rifasamento nei sistemi monofase: aspetti tecnici e
normativa; rifasamento con il metodo delle potenze, calcolo della capacità di rifasamento.
SISTEMI TRIFASE
Generalità sui sistemi trifase. Generazione e trasporto dell’energia elettrica dalla centrale alla cabina
cittadina. Sistemi trifase simmetrici ed equilibrati: terna delle tensioni stellate e concatenate. Collegamento
degli apparecchi utilizzatori trifase e monofase nei sistemi di distribuzione a tre e quattro fili. Potenza dei
carichi equilibrati o leggermente squilibrati: potenza attiva, reattiva, apparente. Collegamento dei carichi a
stella e a triangolo equilibrati: relazioni tra correnti e tensioni in gioco, calcolo delle potenze impegnate su
carichi equilibrati a stella e a triangolo. Utilizzo del metodo delle potenze ( metodo di Boucherot ) per le linee
trifase con carichi equilibrati. Rifasamento di una linea trifase: calcolo delle correnti, tensioni e potenze in
gioco prima e dopo il rifasamento. Calcolo della capacità della batteria di rifasamento sia nella
configurazione a stella che a triangolo. Sistemi squilibrati a tre e quattro fili: carico squilibrato collegato a
stella e a triangolo;relazioni tra correnti e tensioni in gioco; potenza nei carichi squilibrati collegati a stella e a
triangolo. Utilizzo del wattmetro per il calcolo delle potenze in un sistema monofase e trifase; errori di
consumo nell’inserzione dei wattmetri. Generalità sulle misure di potenza nei sistemi a quattro fili. Inserzione
Aron per il calcolo della potenza attiva in un qualsiasi sistema trifase a tre fili e per il calcolo della potenza
reattiva solo per i sistemi trifase simmetrici equilibrati o leggermente squilibrati a tre fili.
MACCHINE ELETTRICHE
Generalità sulle macchine elettriche. Definizione di macchina elettrica; classificazione delle macchine
elettriche; circuiti elettrici e magnetici. Perdite interne nelle macchine elettriche: perdite negli elementi
conduttori; perdite nei nuclei magnetici; perdite negli isolamenti; perdite meccaniche; perdite addizionali.
Materiali usati nelle macchine elettriche. Rendimento di una macchina elettrica.
TRASFORMATORE
Principio di funzionamento del trasformatore legato ai concetti di auto e mutua induzione. Studio del
trasformatore attraverso la legge di Faraday – Neumann – Lenz. Classificazione dei trasformatori e campo
d’impiego. Trasformatore ideale a vuoto e sotto carico: circuito equivalente e diagramma vettoriale; relazioni
tra tensioni correnti e numero spire; generalità sui dati di targa. Trasformatore reale: circuito equivalente e
suoi parametri caratteristici; equazioni che regolano il trasformatore reale funzionante a vuoto. Equazioni che
regolano il trasformatore reale sotto carico; variazione della tensione all’uscita del trasformatore reale nel
passaggio da vuoto a sotto carico. Riporto dei parametri al primario ed al secondario in riferimento al circuito
equivalente del trasformatore reale. Rilievo dei parametri trasversali e longitudinali legati al circuito
equivalente di un trasformatore reale mediante le prove a vuoto e in cortocircuito. Bilancio energetico e
rendimento di un trasformatore reale. Calcolo dei parametri caratteristici partendo dai dati di targa.
Definizione delle espressioni che determinano la caduta di tensione industriale e le perdite. Procedimento
pratico per il calcolo delle perdite nel ferro e nel rame utilizzando rispettivamente la prova a vuoto ed in
cortocircuito. Parallelo di trasformatori monofase: condizioni e giustificazioni. Studio di varie condizioni di
carico nel parallelo. Trasformatore trifase: classificazione dei trasformatori trifase; studio del trasformatore
trifase utilizzando il circuito equivalente di una sola fase considerando il sistema simmetrico ed equilibrato.
Identificazione dei parametri caratteristici partendo dai dati di targa. Parallelo di trasformatori trifase:
condizioni e giustificazioni; studio di varie condizioni di carico nel parallelo.
DISPOSITIVI ELETTRONICI A SEMICONDUTTORE E LORO APPLICAZIONI
Il diodo a giunzione: caratteristiche del diodo a giunzione; polarizzazione diretta ed inversa; analisi di circuiti
con diodi: circuiti di taglio, circuiti limitatori a soglia singola e doppia, circuiti raddrizzatori.Diodo zener;
stabilizzatori a diodo zener; dimensionamento della resistenza di limitazione di corrente. Studio a blocchi di
un alimentatore stabilizzato. Amplificatori operazionali: generalità; struttura dell’amplificatore operazionale;
amplificatore operazionale ideale e ipotesi alla base del modello ideale; amplificatore operazionale invertente
e non invertente.
LABORATORIO MISURE ELETTRICHE
Errori di misura: errori accidentali e sistematici. Valore misurato, valore vero, errore strumentale massimo,
portata, classe, errore assoluto e relativo percentuale strumentale. Costante degli strumenti ad indice.
Generalità sugli strumenti digitali.
Esercitazione N° 1 - Misura d’induttanza con il metodo industriale (metodo di Joubert).
Esercitazione N° 2 - Rifasamento di un carico R-L monofase.
Esercitazione N° 3 - Misura della potenza attiva, reattiva e del f.d.p. (cos) di un circuito trifase a tre fili
simmetrico ed equilibrato mediante l’uso di due wattmetri inseriti in configurazione Aron
e rappresentazione grafica sul piano di Gauss delle grandezze elettriche.
Esercitazione N° 4 - Rilievo dei parametri trasversali e longitudinali del circuito equivalente semplificato di un
trasformatore monofase attraverso la prova a vuoto ed in cortocircuito.
Esercitazione N° 5 – Simulazione mediante il pacchetto applicativo “Multisim” di un alimentatore stabilizzato.
Fermo,
10/06/2015
Docenti
Prof. Natalucci Giorgio
Rapp. Studenti
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Prof. Iuvalè Sergio
