Programma preventivo di Tecnologia Disegno e

PIANO DI LAVORO DEI
DOCENTI
MOD 08
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Docenti:
Materia insegnamento:
Tecnologia disegno e progettazione
Dipartimento:
Elettronica
Classe
terza
Anno scolastico:
1 Livello di partenza (test di ingresso, livelli rilevati)
Non è previsto alcun test di ingresso. I livelli di preparazione rilevati con domande orali risultano
sufficienti.
2 Attività di recupero e di sostegno che si intendono attivare
Agli alunni in difficoltà verranno assegnati compiti mirati allo scopo di sanare o ridurre le lacune.
Qualora necessario si prevedono corsi di recupero pomeridiano.
3 Obiettivi di apprendimento
a) conoscenza in linea generale quali sono gli elementi di base che spiegano i meccanismi di conduzione
elettrica nei materiali, e invece in maniera precisa il significato dei parametri che caratterizzano i
materiali dal punto di vista elettrico
b) conoscenza dei vari tipi di resistori lineari fissi e variabili, interpretare i fogli tecnici e saper utilizzare
praticamente i dati disponibili
c) conoscenza dei principali tipi di resistori non lineari, utilizzarne i dati disponibili sui fogli tecnici e
suggerirne i criteri d'impiego
d) conoscenza del comportamento in frequenza dei componenti passivi reali, sapendo stimare gli
inconvenienti durante il loro impiego pratico
e) conoscenza dei vari tipi di condensatori disponibili, interpretare i fogli tecnici, utilizzarne i dati
disponibili e suggerire i criteri d'impiego
f) conoscenza degli impieghi pratici dei materiali magnetici attraverso i componenti disponibili,
conoscerne i parametri tipici e i criteri d'impiego
g) conoscenza dei principali trasduttori quali fotoresistenze, sensori ottici e sensori di temperatura
h) conoscenza dei simboli unificati dei componenti elettrici allo scopo di saper analizzare, progettare e
disegnare un impianto elettrico di illuminazione e distribuzione di energia, relativamente ai quali
debbono essere note le principali normative vigenti in materia di sicurezza
i) devono essere in grado di utilizzare gli strumenti di Cad / Orcad elettronico per il disegno degli schemi
elettrici, la verifica della loro correttezza e l’ottenimento del master per la realizzazione di un circuito
stampato
j) gli allievi devono essere in grado di ottenere un "master" per la fotoincisione partendo da uno schema
elettrico, e di realizzare un semplice circuito stampato
k) gli allievi devono conoscere le modalità di impiego pratico delle famiglie logiche più diffuse, e devono
saper progettare, realizzare e collaudare i circuiti basati su di esse
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4 Contenuti
MODULO 1
Titolo: Componenti con comportamento costante in frequenza
Unità didattica n.1.1
Proprietà elettriche dei materiali conduttori e isolanti: Richiami sulle
relazioni fra struttura elettronica e comportamento elettrico dei materiali
conduttori e isolanti. Definizione dei parametri elettrici che caratterizzano
i conduttori e gli isolanti. Campi tipici d'impiego e principali categorie dei
materiali impiegati in elettronica
Unità didattica n.1.2
Resistori: Generalità sul comportamento di un resistore, con richiamo
delle leggi dell'elettrotecnica (legge di ohm, partitore di tensione e
corrente, legge di Joule e dissipazione termica). Parametri forniti dal
costruttore e curve caratteristiche inserite nei fogli tecnici. Gamme di
potenza, valori disponibili in commercio (serie standard E12) e codice di
colori. Resistori a filo, a impasto, a strato e reti resistive: caratteristiche e
valori tipici. Confronto e criteri di scelta fra le varie categorie in base alle
esigenze applicative. Resistori variabili e trimmer resistivi. Resistori di
potenza; la resistenza termica e il problema della dissipazione di potenza
e del dimensionamento dei dissipatori. Interpretazione e uso dei fogli
tecnici di resistori
Unità didattica n.1.3
Resistori non lineari e applicazioni: Comportamento, parametri elettrici e
curve caratteristiche di termistori (NTC e PTC) e dei varistori.
Suggerimenti, criteri d'impiego, circuiti applicativi ed esercizi relativi
all'uso di tali componenti. Esempio di tecnica di linearizzazione di un
componente non lineare. Concetto, esempi e schemi a blocchi di alcuni
sistemi di controllo ad anello aperto e chiuso tramite l'uso di componenti
resistivi non lineari utilizzati come sensori.
Unità didattica n.1.4
Trasduttori: Cenni ai resistori di tipo non lineare quali fotoresistori,
magnetoresistori. Sensori ottici e sensori di temperatura
Competenze fine modulo:
gli allievi devono conoscere i principali tipi di componenti studiati,
utilizzarne i dati disponibili sui fogli tecnici e suggerirne i criteri d'impiego
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MODULO 2
Titolo: Componenti con comportamento variabile in frequenza
Unità didattica n.2.1
Comportamento in frequenza dei componenti passivi: Caratterizzazione
dei segnali elettrici alternati: concetto di valore di picco, picco-picco ed
efficace. Segnali periodici, definizione di frequenza e periodo. Segnali
sinusoidali e concetto di sfasamento. Reattanza capacitiva e induttiva,
calcolo dell’impedenza di reti reattive. Comportamento in frequenza dei
componenti passivi ideali e reali; criteri di scelta e d’impiego
Unità didattica n.2.2
Condensatori: Parametri elettrici e curve di caratterizzazione dei
condensatori in generale. Circuito equivalente alle alte frequenze e
reattanza ideale e reale. Fenomeni di carica e scarica di un condensatore.
Condensatori plastici, ceramici, a mica, a vetro, ad aria ed elettrolitici
all'alluminio e al tantalio. Confronto e criteri di scelta fra le varie
categorie in base alle esigenze applicative. Interpretazione e uso dei fogli
tecnici di condensatori. Esercizi e problemi applicativi sull'uso dei
condensatori
Unità didattica n.2.3
Materiali magnetici: Interpretazione del fenomeno del magnetismo.
Domini ferromagnetici.
Anomalie dei materiali ferromagnetici:
interpretazione dei fenomeni e applicazioni pratiche. Ciclo d'isteresi e
relativa caratterizzazione. Fenomeni di perdita nei materiali magnetici e
relazione fra perdite e frequenza d'impiego. Scelta delle varie categorie di
materiali magnetici in base alla frequenza d'impiego, alle perdite e alle
proprietà magnetiche
Unità didattica n.2.4
Componenti magnetici: Applicazioni dei materiali ferromagnetici negli
induttori (per basse e alte frequenze, di filtro e di risonanza), nei relè
(normali, bistabili) e nei trasformatori (di alimentazione, di accoppiamento
e per impulsi)
Competenze fine modulo:
gli allievi devono conoscere i principali tipi di componenti studiati,
utilizzarne i dati disponibili sui fogli tecnici e suggerirne i criteri d'impiego
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MODULO 3
Titolo: Laboratorio
NOTA: tale modulo verrà svolto interamente durante le ore di laboratorio
e sarà svolto in parallelo ai primi due moduli
Unità didattica n.3.1
Autocad: Apprendimento ed utilizzo del Cad elettronico (versione LT
2008) per il disegno degli schemi elettrici. Struttura e potenzialità del
programma, disegno e modifica di simboli, creazione testi
Unità didattica n.3.2
Orcad: Apprendimento ed utilizzo del Cad elettronico OrCad Capture per
il disegno degli schemi elettrici. Struttura e potenzialità del programma,
piazzamento dei simboli, delle linee di collegamento, delle
interconnessioni, delle terminazioni e dei testi, con editing degli attributi
dei componenti. Verifica e correzione degli errori, ottenimento dell'elenco
del materiale e compilazione della Netlist dello schema. Apprendimento e
impiego del Cad elettronico OrCad Layout per l’ottenimento del circuito
stampato partendo dalla Netlist di uno schema.
Piazzamento,
collegamento ed editing dei moduli dei componenti, con tecnica a una e
due facce
Unità didattica n.3.3
Impianti elettrici e norme di sicurezza: Simboli elettrici e
rappresentazione di schemi elettrici di illuminazione e comando, con
analisi del loro modo di operare. Impianto per la distribuzione dell'energia
elettrica e per l'illuminazione, con comando di gruppi di lampade da più
punti utilizzando relè oppure a interruttori, deviatori e invertitori. Schemi
elettrici funzionali, multifilari, unifilari e relative tavole di disegno degli
schemi e del cablaggio. Norme sulla sicurezza negli ambienti di lavoro.
Norme sull'esecuzione di impianti di illuminazione e distribuzione di
energia
Unità didattica n.3.4
Circuiti stampati: Tecniche di progetto dei circuiti stampati e di cablaggio
dei componenti. Esempio di realizzazione di un circuito stampato.
Rappresentazione di un circuito tramite schema elettrico, schema a blocchi
per il collaudo, master per la fotoincisione del circuito stampato e
cablaggio dei componenti
Competenze fine modulo:
gli allievi devono conoscere i principali tipi di componenti studiati,
utilizzarne i dati disponibili sui fogli tecnici e suggerirne i criteri d'impiego
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5 Strumenti di lavoro
Gli strumenti di lavoro utilizzati saranno: lavagna, libro di testo e videoproiettore. Le lezioni in classe
saranno del tipo frontale e l’insegnante cercherà di coinvolgere gli studenti ponendo opportune domande
per stimolare una partecipazione più attiva ed avviare quindi più facilmente il processo di apprendimento.
6 Laboratorio
Si rimanda a quanto indicato nel modulo 3.
7 Attività di recupero e approfondimento
Si rimanda a quanto indicato nel punto 2.
8 Verifiche e valutazioni
Verranno svolte un congruo numero di prove orali, scritte e pratiche per ciascuno dei due quadrimestri.
L’interrogazione orale verrà impostata come colloquio in grado di coinvolgere l’alunno stimolandone la
riflessione e l’analisi degli argomenti trattati. Nella valutazione saranno adottati criteri determinati dal
Consiglio di Classe in particolare la tradizionale scala decimale (voti da 1 a 10); verranno valutate le
conoscenze acquisite, la comprensione dei concetti principali e la capacità di rielaborazione degli stessi.
Le verifiche scritte potranno essere anche del tipo a test. Si terrà altresì conto dell’impegno dimostrato nel
corso dell’anno scolastico e dei miglioramenti conseguiti dall’alunno.
Data:
01 ottobre 2008
Firma Alessandro Palma
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