Piano di lavoro Elettrotecnica V BE

ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE
“A. Pacinotti”
DOCENTI :
A.S.:
PIANO DI LAVORO ANNUALE DEL/DEI
DOCENTI
VINCENZI RICCARDO
ARCADIO GIBIN
2012-2013
M 04 D
Rev. 00
MATERIA:
ELETTROTECNICA
CLASSE:
5 B-ET
Continuità di insegnante nella materia rispetto all’anno precedente1
 Si
□ No
Gli obiettivi disciplinari dell’anno precedente (con particolare riguardo alle abilità) erano
stati tutti raggiunti, a parte isolati casi individuali?2
 Si
□ No
Gli obiettivi erano stati raggiunti comunque parzialmente.
1. OBIETTIVI EDUCATIVI E COGNITIVI TRASVERSALI
Comunicazione nella madrelingua
utilizzare il patrimonio lessicale ed espressivo della lingua italiana secondo le esigenze comunicative nel
contesto scientifico-tecnologico;
leggere, comprendere ed interpretare testi scritti di vario tipo.
Comunicazione in lingue straniere
leggere, comprendere terminologie specifiche e testi scritti in lingua inglese.
Competenza matematica e competenze di base in campo scientifico e tecnologico
utilizzare il linguaggio e i metodi propri della matematica per organizzare e valutare adeguatamente
informazioni qualitative e quantitative;
individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi;
analizzare dati e interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi, anche con l’ausilio di
rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti di calcolo e le potenzialità offerte da
applicazioni specifiche di tipo informatico;
analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire
dall’esperienza;
essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui
vengono applicate.
Competenza digitale
utilizzare testi multimediali;
utilizzare le reti e gli strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinari.
Imparare ad imparare
individuare collegamenti e relazioni;
acquisire ed interpretare l’informazione;
organizzare il proprio apprendimento, individuando, scegliendo ed utilizzando varie fonti e varie modalità di
informazione e di formazione (formale, non formale ed informale), anche in funzione dei tempi disponibili,
delle proprie strategie e del proprio metodo di studio e di lavoro;
utilizzare gli strumenti culturali e metodologici per porsi con atteggiamento razionale, critico e responsabile di
fronte alla realtà, ai suoi fenomeni, ai suoi problemi, anche ai fini dell’apprendimento permanente.
Competenze sociali e civiche
agire in modo autonomo e responsabile;
collaborare e partecipare;
analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare
attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio.
1
2
Solo per classi diverse dalla prima
Solo in caso di risposta affermativa alla domanda precedente
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2. OBIETTIVI DISCIPLINARI
2.1. COMPETENZE DA PERSEGUIRE3
applicare nello studio di impianti e apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti
dell’elettrotecnica e dell’elettronica;
utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e i metodi di misura per verifiche controlli e
collaudi;
analizzare tipologie delle macchine elettriche e delle apparecchiature elettroniche, con riferimento ai
criteri di scelta per la loro utilizzazione e interfacciamento;
operare nel rispetto delle normative inerenti la sicurezza del lavoro e degli ambienti;
2.2. ABILITA’ DA RAGGIUNGERE
applicare i principi di fisica nello studio di componenti, circuiti e dispositivi elettrici ed elettronici, lineari e
non lineari;
utilizzare il lessico e la terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese;
descrivere e spiegare le caratteristiche elettriche e tecnologiche delle apparecchiature elettriche ed
elettroniche;
analizzare i processi di conversione dell’energia;
descrivere i principi di funzionamento e le caratteristiche di impiego della strumentazione di settore;
misurare le grandezze elettriche fondamentali, utilizzando consapevolmente gli strumenti e nel rispetto
delle procedure previste dalle norme;
rappresentare ed elaborare i risultati utilizzando anche strumenti informatici;
interpretare i risultati delle misure;
redigere a norma relazioni tecniche;
collaudare impianti e macchine elettriche;
descrivere e spiegare le caratteristiche delle macchine elettriche;
saper calcolare le potenze perdute ed il rendimento di una macchina elettrica in generale;
saper tracciare i diagrammi vettoriali di un trasformatore;
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;
saper calcolare i parametri del circuito equivalente di una macchina sincrona trifase;
saper determinare le caratteristiche di funzionamento di una macchina sincrona trifase, in base alle
condizioni di alimentazione, di eccitazione e di carico;
saper determinare le caratteristiche di funzionamento di una macchina a corrente continua, in base alle
condizioni di alimentazione, di eccitazione e di carico;
saper misurare i principali dati caratteristici delle macchine elettriche, scegliendo in modo corretto il
metodo di misura ed i relativi strumenti; saper valutare con metodi semplici gli errori associati alle
grandezze misurate, correggendo gli errori dovuti ai consumi strumentali;
saper ragionare sul funzionamento di un trasformatore;
saper scegliere un trasformatore in relazione al suo impiego, limitatamente agli usi più comuni;
saper ragionare sul funzionamento di una macchina asincrona; saper scegliere un motore asincrono
trifase in relazione al suo impiego, limitatamente agli usi più comuni;
saper ragionare sul funzionamento di una macchina sincrona;
saper ragionare sul funzionamento di una macchina a corrente continua.
3
Anche in collaborazione/sinergia con altri insegnamenti. Fare riferimento agli otto ambiti di competenze
chiave della Raccomandazione P.E. 18.12.2006: Comunicazione nella madrelingua; Comunicazione nelle
lingue straniere; Competenza matematica e competenze di base in scienza e tecnologia; Competenza
digitale; Imparare ad imparare; Competenze sociali e civiche; Spirito di iniziativa e imprenditorialità;
Consapevolezza ed espressione culturale.
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2.3. COMPETENZE E ABILITA’ VERRANNO PROMOSSE ATTRAVERSO LO STUDIO DEI
SEGUENTI CONTENUTI DISCIPLINARI:
CONTENUTI DISCIPLINARI (Conoscenze):
1. TRASFORMATORI
1.1 classificazione generale delle principali macchine elettriche; circuiti elettrici e magnetici
di una macchina elettrica; perdite e rendimento di una macchina elettrica; cenni sui
materiali di uso comune per la costruzione delle macchine elettriche; classe di
isolamento termico.
1.2 richiami sulla derivata di una funzione sinusoidale espressa anche vettorialmente;
cenni sulle caratteristiche costruttive dei trasformatori: tipologie di nuclei magnetici,
avvolgimenti, sistemi di raffreddamento.
1.3 trasformatore ideale monofase: funzionamento a vuoto e a carico; trasformatore reale:
funzionamento a vuoto, a carico, in corto circuito; circuito equivalente di un
trasformatore; diagrammi vettoriali; dati di targa; variazione di tensione da vuoto a
carico; caratteristica esterna; cenni sull’autotrasformatore; trasformatore trifase; tipi di
collegamento; cenni sull’influenza della terza armonica nei trasformatori trifasi; criteri di
scelta del tipo di collegamento dei trasformatori trifasi.
1.4 condizioni per il funzionamento in parallelo dei trasformatori monofasi e trifasi; cenni
sui trasformatori di misura di tensione e corrente.
Tempi
Settembre
–
Gennaio
(60 ore)
2. MACCHINE ASINCRONE
Gennaio –
2.1 richiami di cinematica e dinamica dei moti rotatori; velocità angolare, momento Marzo
d’inerzia, coppia motrice e coppia resistente, potenza meccanica; cenni sulla stabilità (30 ore)
meccanica di un motore; cenni sulle caratteristiche costruttive di un motore asincrono
trifase: carcassa, circuito magnetico statorico e rotorico, avvolgimenti statorici e
rotorici; sistemi di raffreddamento.
2.2 campo magnetico rotante; numero di poli magnetici; tensioni indotte negli avvolgimenti
statorici e rotorici; fattore di avvolgimento; circuito equivalente di una macchina
asincrona; funzionamento a vuoto, a carico, a rotore bloccato; diagrammi vettoriali;
diagramma circolare; bilancio delle potenze e rendimento; dati di targa; caratteristiche
di funzionamento; caratteristica meccanica; funzionamento da motore, generatore,
freno.
2.3 problematiche di avviamento e regolazione della velocità di un motore asincrono
trifase; reostato di avviamento; rotore a gabbia a barre profonde; rotore a doppia
gabbia; cenni sugli avviamenti a tensione ridotta; cenni sulla regolazione della velocità
variando la frequenza e la tensione di alimentazione.
2.4 cenni sul motore asincrono monofase; caratteristica meccanica; cenni su alcune
tipologie costruttive di impiego comune.
3. MACCHINE SINCRONE
Marzo –
3.1 richiami sullo sviluppo in serie di Fourier di una funzione periodica; influenza delle Aprile
armoniche superiori in una grandezza elettrica; cenni sulle caratteristiche costruttive di (15 ore)
un generatore sincrono trifase: circuito magnetico statorico e rotorico, avvolgimenti
statorici e rotorici; cenni sui sistemi di raffreddamento; cenni sui sistemi di eccitazione.
3.2 numero di poli magnetici; funzionamento a vuoto e a carico di una macchina sincrona
trifase; tensioni indotte negli avvolgimenti statorici; fattore di avvolgimento; reazione di
indotto; circuito equivalente di una macchina sincrona; diagrammi vettoriali; impedenza
sincrona; variazione di tensione da vuoto a carico; dati di targa; caratteristica esterna;
caratteristica di regolazione; caratteristica di carico; bilancio delle potenze e
rendimento; coppia.
3.3 funzionamento da motore, generatore, compensatore sincrono; cenni sulla messa in
parallelo di una macchina sincrona; cenni sulle problematiche relative alle oscillazioni
pendolari e all’impiego degli avvolgimenti smorzatori.
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4. MACCHINE A CORRENTE CONTINUA
Aprile –
4.1. cenni sulle caratteristiche costruttive di una macchina a corrente continua: circuito Maggio
magnetico statorico e rotorico, avvolgimenti statorici e rotorici; collettore a spazzole; (15 ore)
sistemi di eccitazione.
4.2. funzionamento a vuoto e a carico di un generatore a corrente continua; tensioni indotte
negli avvolgimenti rotorici; reazione di indotto; commutazione; impiego di poli ausiliari
e avvolgimenti compensatori; bilancio delle potenze e rendimento; dinamo con
eccitazione indipendente, in derivazione, composta; dati di targa di una dinamo.
4.3. funzionamento a vuoto e a carico di un motore a corrente continua; bilancio delle
potenze, coppie e rendimento; caratteristica meccanica per motori con eccitazione
indipendente, in derivazione, serie; cenni sulla regolazione di un motore a corrente
continua; dati di targa di un motore a corrente continua.
5. MISURE ELETTRICHE
5.1. richiami sul principio di funzionamento degli strumenti magnetoelettrici,
elettromagnetici a ferro mobile, elettrodinamici.
5.2. misure sui trasformatori: misura della resistenza degli avvolgimenti; misura del
rapporto di trasformazione; prova a vuoto; prova in corto circuito.
5.3. misure sulle macchine asincrone: misura della resistenza degli avvolgimenti; prova a
vuoto; prova a rotore bloccato.
Settembre
–
Maggio
(30 ore)
1. ATTIVITA’ DI RECUPERO E SOSTEGNO
Le attività di recupero verranno svolte durante le lezioni nel corso dell’anno scolastico.
2. METODOLOGIE
Le tecniche didattiche previste sono costituite dalla lezione frontale tradizionale, unitamente a esercitazioni
numeriche e grafiche, esercitazioni pratiche in laboratorio; le lezioni vengono rivolte inoltre alla classe intera.
3. RISORSE E STRUMENTI DIDATTICI
Lavagna, libro di testo, fotocopie, apparecchiature di laboratorio.
I libri di testo adottati sono:
G. Conte – Macchine elettriche e laboratorio – Casa editrice Hoepli – codice ISBN 978-88-203-3819-0
G. Ortolani, E. Venturi – Manuale di elettrotecnica e automazione – Casa editrice Hoepli – codice ISBN 88203-2927-1
4. CRITERI DI VALUTAZIONE E VERIFICHE
Esercitazioni numeriche e grafiche; prove scritte con domande aperte, interrogazioni singole, esercitazioni
pratiche in laboratorio, relazioni tecniche di laboratorio.
5. PROGETTI DEL POF A CUI l’INSEGNANTE E LA CLASSE PARTECIPANO CON ATTIVITA’
PARTICOLARI
Non sono previsti progetti.
6. EVENTUALI PROGETTI INTER/PLURIDISCIPLINARI ATTIVATI O DA ATTIVARE NELLA CLASSE
Non sono previsti progetti.
Mestre, 20.10.2012
I docenti
Riccardo Vincenzi
Arcadio Gibin