tecnologie elettrico-elettroniche e applicazioni

ISTITUTO PROFESSIONALE PER L’INDUSTRIA E L’ARTIGIANATO
GUSPINI
ANNO SCOLASTICO 2013/2014
PIANO DI LAVORO
MATERIA
TECNOLOGIE ELETTRICO-ELETTRONICHE E APPLICAZIONI
CLASSE
III^B (Qualifica Elettrica-Meccanica)
INDIRIZZO
M.A.T.
DOCENTI
MELIS ANTONIO (5h) – FADDA ELISEO (2h)
GUSPINI 20/11/2013
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La classe 3^ B MAT è composta da 20 (venti) alunni, 2 (due) provenienti da altri istituti e 2 (due) ragazzi
usufruiscono del sostegno.
All’inizio dell’anno scolastico, ho cercato di fare un’analisi della situazione generale degli alunni e dei livelli di
partenza per valutare le caratteristiche della classe. Da questo primo e sommario esame, il grado di
preparazione e le capacità di base riscontrate sono risultate globalmente insufficienti. Le carenze più evidenti
riscontrate in alcuni ragazzi, sono le notevoli difficoltà di espressione orale e scritta, che si manifestano nel non
saper organizzare con chiarezza il proprio pensiero, e la mancanza di un metodo di studio adeguato. Nonostante
questi limiti si evidenzia una buona partecipazione e un’ottima volontà e impegno. Il comportamento generale
della classe è ottimo sono molto educati e rispettosi delle regole comportamentali previste nell’ambiente
scolastico, ciò rende il lavoro didattico molto proficuo. Tale situazione si manifesta per l’atteggiamento corretto
di tutti gli alunni, motivati e responsabili ai doveri scolastici.
Coerentemente alle finalità educative, gli obiettivi fondamentali consistono nel far raggiungere comportamenti
concreti, conoscenze organizzate e abilità strumentali e vengono suddivisi in due categorie:
Obiettivi cognitivi (sapere)
Obiettivi operativi (saper fare)
Obiettivi Cognitivi
1) Conoscenza:
a) dei contenuti trattati
b) della terminologia specifica
2) Comprensione: lo studente deve essere in grado di riprodurre il messaggio, di interpretare e spiegare una
comunicazione in forma diversa da quella data, andare oltre il contenuto per determinare effetti e conseguenze.
3) Applicazione: lo studente deve essere in grado di applicare le conoscenze di concetti, principi, teorie, leggi a
situazioni nuove.
4) Analisi: lo studente deve essere in grado, all’interno di un fenomeno, di distinguere gli elementi che lo
caratterizzano, di identificare le relazioni tra gli elementi e di individuare i rapporti di causa ed effetto.
5) Sintesi: lo studente deve essere in grado di rappresentare, attraverso schemi riassuntivi, leggi, teorie e fatti
particolarmente importanti.
6) Valutazione: lo studente deve essere in grado di valutare, esprimere opinioni soggettive e giudizi motivati su
quanto appreso.
Obiettivi Operativi
Descrivere ed interpretare un fenomeno attraverso l’osservazione di grafici, diagrammi, illustrazioni, carte,
diapositive.
Organizzare dati, costruire tabelle e grafici.
Usare strumenti di misura in laboratorio.
Livelli Minimi
I livelli minimi accettabili riferiti ad ogni obiettivo indicato sono i seguenti:
1) Conoscenza: completa anche se non approfondita.
2) Comprensione: autonomia nella comprensione e nell’organizzazione delle informazioni.
3) Applicazione: saper applicare le conoscenze in modo autonomo e, se guidato, saper collegare gli argomenti.
4) Analisi: saper effettuare un’analisi completa, anche se non approfondita.
5) Sintesi: saper sintetizzare le conoscenze, se guidato.
6) Valutazione saper valutare quanto appreso.
Indicazioni Metodologiche
Si cercherà di migliorare le loro capacità di analisi e sintesi con un adeguato programma mirato verso l’aspetto
non solo teorico ma anche pratico della materia. Nello svolgimento del programma si cercherà comunque di
offrire agli allievi un panorama esauriente dei vari sistemi e tecnologie elettrico - elettroniche di più vasta
applicazione. Ci si prefigge di perseguire una totale complementarità tra la teoria e la pratica in modo da
analizzare gli stessi argomenti da un punto di vista sia teorico sia applicativo tramite esercitazioni in
laboratorio. Verranno introdotti diversi temi riguardanti le tecnologie elettrico - elettroniche in modo da
completare il panorama applicativo e di adeguare, per quanto possibile, il programma da svolgere allo sviluppo
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della tecnica del settore.
La metodologia di insegnamento comprenderà lezioni frontali, discussioni guidate, letture guidate, lavori di
gruppo e attività sperimentali e di progettazione elettrico elettronico.
Mezzi e strumenti
Si ritiene opportuno l’uso dei seguenti materiali: computer e programmi dedicati alle tecnologie elettrico elettroniche, strumenti di misura elettrico - elettroniche, libri di testo ed altri, mezzi audiovisivi, visite guidate,
incontri con esperti.
Modalità di valutazione.
Saranno effettuate verifiche formative nel corso della trattazione dei diversi moduli, come domande flash e
risoluzione di esercizi a scelta multipla e problem solving. Le verifiche sommative saranno effettuate tramite:
interrogazioni, prove scritte/pratiche di progettazione, test oggettivi a risposta multipla, questionari a risposte
aperte, simulazioni informatiche guidate, relazioni orali e scritte. Il tipo di verifiche sarà scelto in relazione al
modulo trattato e nell’ottica di offrire ad ogni alunno la possibilità di esprimersi nella maniera a lui più
congeniale.
La valutazione degli alunni, sarà improntata ad una continua verifica, giorno per giorno, di coloro che con
costanza e non con sforzi finali, si saranno applicati maggiormente. Nella valutazione finale sarà quindi tenuto
in considerazione, oltre al profitto, anche la continua applicazione, la frequenza e l'impegno.
Modalità di recupero
L’attività di recupero potrà essere attuata in forme diverse a seconda delle esigenze:
• ritornando sugli stessi argomenti per tutta la classe con modalità diverse;
• organizzando specifiche attività per gruppi di studenti;
• assegnando esercizi per casa agli studenti in difficoltà.
Articolazione dei contenuti
Gli argomenti trattati saranno:
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Modulo 1-2
Proprietà elettriche della materia - Circuiti elettrici
Competenze:
- Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati, allo scopo di intervenire
nel montaggio, nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure
stabilite ;
- Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli
impianti;
- Gestire le esigenze del committente, reperire le risorse tecniche e tecnologiche per offrire servizi efficaci ed
economicamente correlati alle richieste;
Unità 1.1 – 1.2 – 1.3 – 1.4 – 2.1 – 2.2 – 2.3 – 2.4 – 2.5 – 2.6 – 2.7 – 2.8
Progettazione, installazione, ricerca guasti, manutenzione - Cariche Elettriche - Corrente continua,
variabile, alternata - Produzione di elettricità - Struttura dei circuiti - Corrente elettrica – Tensione Resistenza e legge di Ohm – Resistività - Codice dei colori delle resistenze convenzionali - Resistori in
SMD - Resistori a resistenza variabile
Contenuti:
Progettazione – Installazione – Ricerca guasti – Manutenzione - Leggi di coulomb – Effetti della corrente
elettrica – Isolanti – Conduttore e semiconduttori - Corrente continua, variabile, alternata - Elettricità statica Struttura dei circuiti - Flusso e densità di corrente - Misura della tensione - Misura della resistenza – Legge di
Ohm - Resistenze di un conduttore - Codice dei colori delle resistenze convenzionali - Resistori in SMD a strato
e Reti resistive in SMD - Resistori variabili speciali
Modulo 3 - 4
Reti elettriche - Energia, potenza e rendimento
Competenze:
- Utilizzare la documentazione tecnica prevista dalla normativa per garantire la corretta funzionalità di
apparecchiature,impianti e sistemi tecnici per i quali cura la manutenzione;
- Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire
nel montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti,nel rispetto delle modalità e delle procedure
stabilite;
- Utilizzare correttamente strumenti di misura,controllo e diagnosi,eseguire la regolazione dei sistemi e degli
impianti ;
Unità 3.1 – 3.2 – 3.3 – 3.4 – 3.5 – 3.6 – 3.7 – 3.8 – 3.9 – 3.10 - 4.1 – 4.2 – 4.3 – 4.4 – 4.5 – 4.6 – 4.7
Reti elettriche e principi di Kirchhoff - Resistenze in parallelo - Resistenze in serie - Connessioni miste di
resistenze - Sistemi di equazioni ai nodi e alle maglie - Trasformazione triangolo - stella e stella triangolo - Principio di sovrapposizione degli effetti - Bipoli attivi - Collegamenti di generatori elettrici Teorema di Thevenin - Grandezze fondamentali – Energia – Potenza - Effetto termico della corrente Rendimento elettrico – Pile – Accumulatori
Contenuti:
Principi di kirchhoff - Applicazioni del concetto di resistenze in parallelo - Applicazioni del concetto di
resistenze in serie - Applicazioni delle connessioni miste - Sistemi di equazioni ai nodi e alle maglie 4
Trasformazione triangolo - stella e stella – triangolo - Principio di sovrapposizione degli effetti - Generatore
ideale e generatore reale di tensione – Generatore ideale e generatore d corrente - Collegamento in serie –
Collegamento in parallelo - Teorema di Thevenin - Massa – Forza – Forza dovuta alla gravità - Energia
meccanica o lavoro – Energia elettrica – Misura dell’energia - Potenza elettrica – Misura della potenza - Legge
di joule – Densità di corrente – Variazione della resistenza con la temperatura – Energia calorica fornita ad un
corpo – Energia perduta da un apparecchio termico - Bilancio energetico dei circuiti - Forza elettromotrice
(f.e.m.) di una pila – Quantità di elettricità – Parametri delle pile – Tipi di pile - Accumulatore al piombo –
Accumulatore alcalino – Effetto memoria e batteria al ni-mh – e agli ioni di litio – Pile a combustibile.
Modulo 5 - 6
Campo elettrico e condensatori - Magnetismo ed elettromagnetismo
Competenze:
- Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire al
montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure
stabilite;
- Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli
impianti;
Unità 5.1 – 5.2 – 5.3 – 5.4 – 5.5 – 5.6 – 5.7 - 6.1 – 6.2 – 6.3 – 6.4 – 6.5 – 6.6 – 6.7
Campo elettrico - Condensatori elettrici - Permittività (costante dielettrica) - Condensatore ad armature
piane - Condensatori in parallelo e in serie - Carica e scarica dei condensatori - Tipi di condensatore Massa magnetica e campo magnetico - Forza magnetomotrice e induzione magnetica - Materiali
magnetici e isteresi - Circuiti magnetici e legge Hopkinson - Campi magnetici e correnti elettriche Autoinduzione e mutua induzione - Induttori ed elettromagneti
Contenuti:
Intensità del campo elettrico – Induzione elettrica – Rigidità dielettrica - Capacità di un condensatore –
Scariche elettriche ed elettricità atmosferica - Permittività (costante dielettrica) - Energia immagazzinata nei
condensatori - Reti capacitive - Carica e scarica dei condensatori - Condensatori non polarizzati - Rottura dei
condensatori e ricerca guasti - Condensatori in SMD o a montaggio superficiale - Condensatori variabili Codici dei condensatori - Massa magnetica - Legge di Coulomb magnetica - Campo magnetico - Teoria
semplificata del magnetismo - Spettri magnetici - Forza magnetomotrice - Induzione magnetica - Flusso
magnetico - Variazione dell’induzione - Isteresi magnetica - Legge di Hopkinson - Circuiti magnetici omogenei
- Circuiti magnetici eterogenei - Applicazioni del magnetismo - Campo magnetico associato a una corrente
elettrica - Forze elettromagnetiche (effetto motore) - Induzione elettromagnetica (effetto generatore) Autoinduzione - Comportamento di una induttanza in corrente continua -Mutua induzione - Tipi di induttori Codice di colori degli conduttori - Collegamento di induttori - Elettromagneti ed elettrocalamite.
Modulo 7 - 8
Corrente alternata monofase - Potenza in corrente alternata monofase
Competenze:
-
Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire al
montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure
stabilite;
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-
Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli
impianti;
( Propedeutico.) Gestire le esigenze del committente,reperire le risorse tecniche e tecnologiche per offrire
servizi efficaci ed economicamente correlati alle richieste.;
Unità 7.1 – 7.2 – 7.3 – 7.4 – 7.5 – 7.6 – 7.7 – 7.8 – 7.9 - 8.1 – 8.2 – 8.3
Grandezze alternate - Principio di funzionamento di un alternatore - Semplici circuiti in corrente
alternata - Circuiti serie - Circuiti parallelo - Filtri passivi - Risonanza serie - Effetti della corrente
alternata e continua - Funzionamento di una centrale elettrica - Potenza attiva, reattiva e apparente Perdita di potenza lungo la linea elettrica - Rifasamento degli impianti
Contenuti:
Elementi caratteristici di una grandezza alternata - Grandezze alternate sinusoidali - Rappresentazione di una
grandezza alternata sinusoidale - Relazione tra il numero di giri del rotore e la frequenza - Circuito puramente
induttivo - Circuito puramente capacitivo - Circuito ohmico induttivo (R-L) serie – Circuito ohmico capacitivo
(R-C) serie – Circuito serie R-L-C - Circuiti serie R-L-C: caso generale - Circuiti parallelo R-L – Circuito
parallelo R-C - Filtro passivo R-C (passa-basso) – Filtro passivo C-R (passa-alto) – Filtri passivi R-L e L-R Impiego dei circuiti risonanti - Effetto termico – Effetto magnetico – Effetto luminoso – Effetto elettrostatico –
Effetto fisiologico - Centrale termica – Centrale elettrica – Centrale termoelettrica e a turbogas – Centrale
fotovoltaica – Centrale eolica – Centrale – nucleare - Carico puramente resistivo – Carico puramente induttivo
– Carico puramente capacitivo - Perdita di potenza lungo la linea elettrica - Vantaggi del miglioramento del
fattore di potenza.
Modulo 9 - 10
Norme CEI per il disegno di schemi elettrici - Componenti fondamentali di un
impianto elettrico
Competenze:
-
-
Utilizzare , attraverso la conoscenza e l’applicazione della normativa sulla sicurezza, strumenti e tecnologie
specifiche;
Utilizzare la documentazione tecnica prevista dalla normativa per garantire la corretta funzionalità di
apparecchiature, impianti sistemici tecnici per i quali cura la manutenzione;
Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati, allo scopo di intervenire
nel montaggio, nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure
stabilite;
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;
Unità 12.1 – 12.2 – 12.3 – 12.4 – 12.5 – 12.6 – 13.1 – 13.2 – 13.3 – 13.4 – 13.5 – 13.6 – 13.7 – 13.8 – 13.9
Norme fondamentali:Parte grafica - Classificazione degli schemi - Scenario della normativa - Lista
semplificata dei simboli e segni grafici - Esecuzione dello schema elettrico - Esempi di semplici schemi Grandezze e sistemi caratteristici - Apparecchi di manovra e schemi d’impianti - Prese spine e adattatori
- Protezione da sovracorrenti,sovratensioni e disturbi elettrici – Fusibili - Dispositivi di protezione SPD Interruttori automatici magnetotermici - Cavi elettrici - Impianto elettrico in chiave elettronica
Contenuti:
Dimensioni dei fogli da disegno – segni grafici e simbologia – impiego del CAD - Classificazione degli schemi
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- Scenario della normativa - Lista semplificata dei simboli e segni grafici - Esecuzione dello schema elettrico Interruttore unipolare – Interruttore bipolare – Deviatore – Invertitore - Grandezze e sistemi caratteristici Interruzioni di correnti - Prese spine e adattatori - Protezione da sovracorrenti,sovratensioni e disturbi elettrici –
Fusibili - Dispositivi di protezione SPD - Interruttori automatici magnetotermici - Cavi armonizzati secondo le
norme CEI 20-23 – colori distintivi delle anime dei cavi isolati – tubi.
Il Docente
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