Istituto d’istruzione secondario superiore "G. Caboto" * GAETA (LT)
CLASSE QUARTA T.M.
ANNO SCOLASTICO 2007-2008
INDIRIZZO SPERIMENTALE "NAUTILUS"
MATERIA:
elettrotecnica ed elettronica
CLASSE:
4a
T.M.
Gaeta, li 08/10/2007
Curricolo di elettrotecnica ed elettronica-anno 2007-2008
Sperimentazione "NAUTILUS"
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CLASSE QUARTA T.M.
Modulo n°1
Durata: 48 ore
Durata unità didattica n° 1: 8 ore
Durata unità didattica n° 2: 40 ore
Unità didattica n° 1
Prerequisiti
Obiettivi
Contenuti
leggi elettriche fondamentali;
operazioni con i numeri complessi;
funzioni sinusoidali
conoscere il significato di valore medio, massimo ed efficace di una grandezza alternativa.
conoscere le relazioni intercorrenti fra detti valori nel caso di grandezza sinusoidale.
rappresentare, tramite vettori, grandezze sinusoidali.
effettuare operazioni fra grandezze vettoriali abbinando il metodo simbolico e quello vettoriale.
rappresentare nel piano di Gauss i numeri complessi, effettuare operazioni matematiche con gli stessi.
comprendere la dualità fra dette operazioni e quelle sui vettori.
Teoria
definizione di grandezza alternativa.
generazione delle f.e.m. sinusoidali.
somma e differenza di grandezze sinusoidali, valore massimo, medio ed efficace.
rappresentazione simbolica dei vettori, operazioni fondamentali sulle grandezze sinusoidali espresse in
termini complessi.
Laboratorio:
visualizzazione sull'oscilloscopio di una tensione sinusoidale e misurazione dei parametri caratteristici
Mezzi, strumenti
e sussidi
Verifiche
formative
in itinere
(senza valutazione)
lezione frontale
libro di testo
laboratorio di elettrotecnica
foglio elettronico Excel
brevi interrogazioni anche da posto
esercitazioni alla lavagna
compito scritto di tipologia diversa da quello di fine periodo.
esercitazioni di laboratorio
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Sperimentazione "NAUTILUS"
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Unità didattica n° 2
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Prerequisiti
Obiettivi
Contenuti
Mezzi, strumenti
e sussidi
Verifiche
formative
in itinere
(senza valutazione)
unità didattica n° 1
ricavare l'espressione dell'impedenza dei circuiti in c.a. tramite operazioni con i numeri complessi o
con il metodo vettoriale.
acquisire il concetto di risonanza.
distinguere fra i diversi tipi di potenza ed applicare le relative formule.
risolvere problemi sui circuiti in corrente alternata.
Sapere calcolare una capacità di rifasamento
distinguere fra collegamento a stella ed a triangolo e conoscere, nei due casi, le relazioni fra grandezze di
fase e di linea.
risolvere problemi sui sistemi simmetrici ed equilibrati.
applicare le formule generali della potenza e quelle particolari per i sistemi simmetrici ed equilibrati.
valutare l'importanza del rifasamento ed effettuare semplici calcoli per la scelta di batterie di condensatori.
misurare in laboratorio la potenza con il metodo Aron.
leggere ed interpretare schemi elettrici elementari.
individuare le funzioni svolte dalle diverse parti dell'impianto elettrico.
Teoria
circuiti puramente induttivi, resistivi, capacitivi.
circuiti RL, RC ed RLC serie e parallelo.
risonanza ed antirisonanza.
potenza elettrica nei circuiti in regime sinusoidale: attiva, reattiva ed apparente. Rifasamento.
sistemi trifasi simmetrici equilibrati e non.
collegamento a stella con e senza neutro.
collegamento a triangolo.
potenza elettrica e metodi di misura.
rifasamento.
centrale elettrica di bordo, sottostazioni, sottoquadri.
sistemi di distribuzione ed utilizzazione dell'energia elettrica.
Laboratorio:
circuiti RL ed RC serie e parallelo: calcolo dei parametri circuitali, diagramma vettoriale.
circuiti RLC serie e parallelo: calcolo dei parametri circuitali, diagramma vettoriale.
misura della potenza.
simulazione, al computer, di circuiti in c.a.
misura di potenza con il metodo Aron
lettura di schemi elettrici reali di impianti elettrici di bordo.
lezione frontale
libro di testo
laboratorio di elettrotecnica
laboratorio d’informatica
brevi interrogazioni anche da posto
esercitazioni alla lavagna e da posto
compito scritto di tipologia diversa da quello di fine periodo.
esercitazioni di laboratorio
Recupero
CLASSE QUARTA T.M.
L’attività di recupero sarà svolte in orario mattutino utilizzando le unità di insegnamento in
compresenza con l’insegnante di laboratorio per dividere la classe e tenere delle lezioni
individualizzati, con gli stessi mezzi e strumenti previsti nel modulo.
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1. VERIFICA IN ITINERE
Gestito dai docenti del corso in maniera autonoma. Tale compito avrà una tipologia diversa dal compito di
fine modulo ed ha un peso pari al 50% ai fini della determinazione del voto dell’intero modulo. Il voto
deve essere calcolato pesando al 70 % le prove teoriche e al 30 % le prove di laboratorio.
Verifiche
sommative
(con valutazione)
2. FINE MODULO:
Questa verifica è coordinata tra i docenti del corso al fine di valutare in modo omogeneo gli obiettivi
raggiunti nel modulo. Pertanto deve avere la stessa tipologia e gli stessi obiettivi, sebbene il compito
specifico possa essere diverso da una classe all’altra. Ha un peso pari al 50% ai fini della
determinazione del voto dell’intero modulo
Tipologia: compito scritto, analisi di una rete monofase con il calcolo delle potenze e del condensatore di
rifasamento.
Livelli minimi di sufficienza
1. Conoscere l’espressione della reattanza induttiva e capacitiva
2. Saper calcolare l’impedenza equivalente di un circuito.
3. Conoscere il significato dei diversi tipi di potenza e saperne calcolare l’espressione.
4. Saper distinguere i due tipi di collegamenti trifasi.
5. Conoscere, nei due casi, le relazioni fra grandezze di fase e di linea.
Peso
(0,35)
Tale modulo occupa quasi il 35 % del tempo di tutto il curricolo della quarta classe, inoltre il contenuto è
basilare per qualsiasi altro argomento. Si attribuisce quindi un peso del 35 % di tutto il curricolo.
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Modulo n°2
Durata: 24 ore
Prerequisiti
Obiettivi
Contenuti
moduli n°1
illustrare la struttura, il funzionamento, il bilancio energetico, gli impieghi ed i dati di targa del
trasformatore.
sapere effettuare la prova a vuoto ed in cortocircuito ed elaborare i dati misurati.
saper scegliere ed inserire correttamente gli strumenti di misura.
illustrare le caratteristiche peculiari di funzionamento ed impiego degli autotrasformatori.
Teoria
funzionamento a vuoto e sotto carico, circuito equivalente, equazioni, diagramma
vettoriale del trasformatore.
rete equivalente ridotta al secondario.
prova a vuoto ed in cortocircuito.
bilancio delle potenze e rendimento convenzionale.
dati di targa.
il trasformatore: principio di funzionamento, particolari costruttivi.
Laboratorio:
Collaudo e prove del trasformatore monofase: prova a vuoto ed in corto circuito misura della resistenza
degli avvolgimenti, del rapporto di trasformazione, determinazione della potenza a vuoto ed in
cortocircuito
Mezzi,
strumenti
e sussidi
lezione frontale
libro di testo
laboratorio di elettrotecnica
laboratorio d’informatica
Verifiche
formative
in itinere
brevi interrogazioni anche da posto
esercitazioni alla lavagna e da posto
compito scritto di tipologia diversa da quello di fine periodo.
esercitazioni di laboratorio
(senza valutazione
Recupero
L’attività di recupero sarà svolte in orario mattutino utilizzando le unità di insegnamento in
compresenza con l’insegnante di laboratorio per dividere la classe e tenere delle lezioni
individualizzati, con gli stessi mezzi e strumenti previsti nel modulo.
1. VERIFICA IN ITINERE
Gestito dai docenti del corso in maniera autonoma. Tale compito avrà una tipologia diversa dal compito di
fine modulo ed ha un peso pari al 50% ai fini della determinazione del voto dell’intero modulo. Il voto
deve essere calcolato pesando al 70 % le prove teoriche e al 30 % le prove di laboratorio.
Verifiche
sommative
(con valutazione)
2. FINE MODULO:
Questa verifica è coordinata tra i docenti del corso al fine di valutare in modo omogeneo gli obiettivi
raggiunti nel modulo. Pertanto deve avere la stessa tipologia e gli stessi obiettivi, sebbene il compito
specifico possa essere diverso da una classe all’altra. Ha un peso pari al 50% ai fini della determinazione
del voto dell’intero modulo
Tipologia: quesiti a risposta breve.
Livelli minimi di sufficienza
1. Conoscere la struttura ed il principio di funzionamento del trasformatore.
2. Saper realizzare le prove vuoto e in corto circuito del trasformatore.
Peso
(0,15)
Tale modulo occupa quasi il 15 % del tempo di tutto il curricolo della quarta classe, inoltre il contenuto è
basilare per qualsiasi altro argomento. Si attribuisce quindi un peso del 15 % di tutto il curricolo.
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Modulo n°3
Durata: 32 ore
Prerequisiti
moduli n°1
Obiettivi
Contenuti
illustrare la struttura, il funzionamento, il bilancio energetico, gli impieghi ed i dati di targa
dell'alternatore.
saper tracciare ed illustrare le curve caratteristiche dell'alternatore.
spiegare la relazione di sincronismo.
descrivere le tecniche di regolazione di tensione e del numero di giri.
descrivere i sistemi di eccitazione degli alternatori di bordo.
eseguire le manovre di parallelo.
illustrare la struttura, il funzionamento, il bilancio energetico, gli impieghi ed i dati di targa dei
motori asincroni.
spiegare qualitativamente la generazione del campo magnetico rotante.
correlare il significato di scorrimento con la coppia elettromagnetica.
elencare i sistemi di regolazione della velocità di un motore asincrono e descrivere le modalità
di attuazione.
spiegare i problemi connessi all'avviamento e le tecniche adottate per tale scopo.
tracciare ed illustrare la caratteristica elettromeccanica di un motore asincrono.
illustrare i vari tipi di protezione del motore dai sovraccarichi e dai corto circuiti
Teoria
alternatore: principio di funzionamento.
cenni costruttivi.
sistemi di eccitazione.
forza elettromotrice generata.
relazione tra velocità e frequenza.
alternatore trifase: collegamento delle fasi statoriche a stella e a triangolo.
funzionamento a vuoto.
funzionamento sotto carico; reazione d'indotto.
caratteristica a vuoto e di corto circuito.
circuito equivalente e diagramma vettoriale.
caratteristiche esterne e di regolazione della tensione e del numero dei giri.
bilancio energetico. Rendimento.
accoppiamento in parallelo. Ripartizione dei carichi.
dati di targa.
motori asincroni: principi di funzionamento.
particolari costruttivi.
bilancio energetico e rendimento; caratteristica meccanica.
tipi di motore: a gabbia semplice, a doppia gabbia e con rotore avvolto.
collegamento delle fasi statoriche.
sistemi di avviamento.
impieghi del motore.
regolazione della velocità.
dati di targa.
manutenzione e guasti.
Laboratorio:
rilievo della caratteristica a vuoto e sotto carico
effettuazione manovra di parallelo
collaudo di un motore asincrono trifase: misure della resistenza degli avvolgimenti, della
potenza a vuoto ed in corto circuito.
Determinazione del rendimento nel funzionamento sotto carico.
lezione frontale
Mezzi, strumenti libro di testo
laboratorio di elettrotecnica
e sussidi
laboratorio d’informatica
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Verifiche formative
in itinere
(senza valutazione)
brevi interrogazioni anche da posto
esercitazioni alla lavagna e da posto
compito scritto di tipologia diversa da quello di fine periodo.
esercitazioni di laboratorio
Recupero
CLASSE QUARTA T.M.
L’attività di recupero sarà svolte in orario mattutino utilizzando le unità di insegnamento in
compresenza con l’insegnante di laboratorio per dividere la classe e tenere delle lezioni
individualizzati, con gli stessi mezzi e strumenti previsti nel modulo.
1. VERIFICA IN ITINERE
Gestito dai docenti del corso in maniera autonoma. Tale compito avrà una tipologia diversa dal
compito di fine modulo ed ha un peso pari al 50% ai fini della determinazione del voto
dell’intero modulo. Il voto deve essere calcolato pesando al 70 % le prove teoriche e al 30 % le
prove di laboratorio.
Verifiche
sommative
(con valutazione)
Peso
(0,25)
2. FINE MODULO:
Questa verifica è coordinata tra i docenti del corso al fine di valutare in modo omogeneo gli
obiettivi raggiunti nel modulo. Pertanto deve avere la stessa tipologia e gli stessi obiettivi,
sebbene il compito specifico possa essere diverso da una classe all’altra. Ha un peso pari al
50% ai fini della determinazione del voto dell’intero modulo
Tipologia: quesiti a risposta breve.
Livelli minimi di sufficienza
1. Conoscere la struttura ed il principio di funzionamento dell’alternatore.
2. Conoscere la struttura ed il principio di funzionamento del motore asincrono.
Tale modulo occupa quasi il 25 % del tempo di tutto il curricolo della quarta classe, inoltre il
contenuto è basilare per qualsiasi altro argomento. Si attribuisce quindi un peso del 25 % di tutto il
curricolo.
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Modulo n°4
Durata: 28 ore
Prerequisiti
moduli n°1
Obiettivi
classificare i semiconduttori in base al drogaggio.
illustrare il meccanismo della conduzione.
determinare graficamente il punto di lavoro di un diodo.
identificare la polarità dei diodi.
utilizzare il multimetro digitale e l'oscilloscopio.
interpretare i Data Sheet.
spiegare il funzionamento degli alimentatori.
disegnare lo schema dei circuiti analizzati.
descrivere l'azione di filtraggio dei condensatori.
illustrare la funzione di stabilizzazione del diodo Zener attraverso l'analisi di un semplice
circuito con il metodo grafico.
misurare il fattore di ripple tramite l'oscilloscopio e il multimetro.
tracciare le curve caratteristiche dei transistor.
individuare sulle stesse il punto di funzionamento a riposo con metodo grafico.
descrizione dei circuiti di stabilizzazione termica e polarizzazione.
spiegare il funzionamento del transistor come interruttore.
rilevare sperimentalmente le curve caratteristiche.
interpretare i Data Sheet.
Teoria
semiconduttori puri e drogati.
diodo: caratteristica, retta di carico, punto di lavoro, resistenza statica e dinamica.
raddrizzatori ad una semionda;
raddrizzatore a due semionde con trasformatore a presa centrale e con ponte di Graetz;
diodo Zener: funzionamento e caratteristiche;
filtri;
alimentatori stabilizzati
transistori BJT: struttura, curve caratteristiche, zone di funzionamento, configurazioni circuitali,
deriva e fuga termica, iperbole di massima dissipazione.
determinazione grafica del punto di lavoro.
polarizzazione e stabilizzazione termica.
Contenuti
Mezzi, strumenti
e sussidi
Laboratorio:
impiego del multimetro digitale e dell'oscilloscopio a doppia traccia.
data sheet per i diodi.
misure sui diodi mediante strumentazione digitale e con l'uso dell'oscilloscopio a doppia
traccia.
raddrizzatore ad una semionda: schema elettrico e montaggio del circuito.
raddrizzatore a ponte di Graetz: schema elettrico e montaggio del circuito
verifica del funzionamento di raddrizzatori ad una e due semionde, con e senza filtro di
livellamento, mediante strumentazione digitale e con l'uso dell'oscilloscopio a doppia traccia.
data sheet dei diodi Zener.
alimentatore stabilizzato con diodo Zener: misura delle grandezze caratteristiche al variare
della tensione e del carico e loro visualizzazione all'oscilloscopio.
data sheet dei transistor BJT.
verifica con strumenti digitali delle giunzioni dei transistor.
funzionamento dei transistor on/off.
verifica del funzionamento statico e dinamico dei BJT.
lezione frontale
libro di testo
laboratorio di elettrotecnica
laboratorio d’informatica
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Verifiche
formative
in itinere
(senza valutazione)
CLASSE QUARTA T.M.
brevi interrogazioni anche da posto
esercitazioni alla lavagna
compito scritto di tipologia diversa da quello di fine periodo.
esercitazioni di laboratorio
L’attività di recupero sarà svolte in orario mattutino utilizzando le unità di insegnamento in
compresenza con l’insegnante di laboratorio per dividere la classe e tenere delle lezioni
individualizzati, con gli stessi mezzi e strumenti previsti nel modulo.
Recupero
1. VERIFICA IN ITINERE
Gestito dai docenti del corso in maniera autonoma. Tale compito avrà una tipologia diversa dal
compito di fine modulo ed ha un peso pari al 50% ai fini della determinazione del voto
dell’intero modulo. Il voto deve essere calcolato pesando al 70 % le prove teoriche e al 30 % le
prove di laboratorio.
2. FINE MODULO:
Questa verifica è coordinata tra i docenti del corso al fine di valutare in modo omogeneo gli
obiettivi raggiunti nel modulo. Pertanto deve avere la stessa tipologia e gli stessi obiettivi,
sebbene il compito specifico possa essere diverso da una classe all’altra. Ha un peso pari al
50% ai fini della determinazione del voto dell’intero modulo
Verifiche
sommative
(con valutazione)
Tipologia: quesiti a risposta breve.
Livelli minimi di sufficienza
1. Conoscere le proprietà dei semiconduttori;
2. Saper analizzare un circuito diodo - resistenza con il metodo grafico;
3. Saper misurare la caratteristica del diodo;
4. Saper disegnare lo schema a blocchi di un alimentatore.
5. Saper descrivere la struttura fisica di un BJT;
6. Conoscere il funzionamento del BJT nelle tre zone delle curve caratteristiche;
7. Saper misurare le curve caratteristiche del BJT;
Tale modulo occupa quasi il 25 % del tempo di tutto il curricolo della quarta classe, inoltre il
contenuto è basilare per qualsiasi altro argomento. Si attribuisce quindi un peso del 25 % di tutto il
curricolo.
Peso
(0,25)
Appendice
Griglia di valutazione di un compito scritto
Risoluzione problema
4
Conosce le leggi studiate,
anche se non sempre le
applica correttamente
Calcoli
matematici
2
Non
commette
errori gravi.
Unità di
misura
1
Non
commette
errori
Diagramma vettoriale
Forma elaborato
2
Rappresenta i moduli
e la fase dei vettori
senza errori gravi
1
Le scelte sono commentate
brevemente ed i passaggi sono
sufficientemente chiari.
Griglia di misurazione del test
CLASSE : 4° TM
SEZ:
n° domanda 1
N°
1
ALLIEVO /
punti
DATA:
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 pt
2
1
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
1
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
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voto voto
/10 /5
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griglia di correzione
1
n° domanda
risposta corretta compito A
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
Esempio di criterio per la valutazione di un compito con quesiti a risposta multipla
Il calcolo del voto in centesimi ed in decimi può essere determinato tramite proporzione con il numero di punti realizzati, oppure
stilando una tabella di corrispondenza tra punti e voto, non necessariamente rispettando una stretta proporzionalità. L’ultima soluzione
deve tenere conto che anche un compito con pochi errori può essere “premiato” con il massimo dei voti e che un compito con poche
risposte esatte può essere valutato essenzialmente insufficiente o scarso. L’ultima osservazione tiene anche conto delle risposte
“casuali”.
PUNTI REALIZZATI (MASSIMO 23)
VALUTAZIONE
(decimale)
<4
5
6
8
10
Da 1 a 9
10-11-12
13-14-15-16
17-18-19-20
21-22-23
VALUTAZIONE
(pentenaria)
1
2
3
4
5
Esperienza di laboratorio
Indicatori
Schema elettrico
Peso
Livello di
sufficienza (voto
in pentenaria: 3)
0,1
Usare i simboli a
norma CEI,
sufficientemente
precisi, senza errori
di collegamento
Tabelle e calcoli
Grafici e diagrammi
Relazione tecnica
0,3
0,2
0,3
Riportare la
Disegnare i diagrammi Sviluppare tutti i punti
tabella delle
e/o grafici senza gravi
proposti
misure ed i
errori nella scelta delle
dall’insegnante con
calcoli richiesti, scale e unità di misura.
sufficiente
senza errori
approfondimento
gravi e con
sufficiente
chiarezza
Curricolo di elettrotecnica ed elettronica-anno 2007-2008
Sintassi ed
ortografia
0,1
Scrivere in
italiano corretto,
con sufficiente
chiarezza.
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