Tecnologia e progettazione di sistemi elettrici ed

Istituto di Istruzione Superiore
“Umberto Masotto”
Via Veronese, 3 – 36025 Noventa Vicentina
PIANO DI LAVORO
CLASSE 4 SEZIONE TB
MATERIA Tecnologia e progettazione di sistemi elettrici ed elettronici INSEGNANTE Miotello Angelo, Bertelli Roberto
ANNO SCOLASTICO 2016/20017
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02
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26/11/2013
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PIANO DI LAVORO
1) LIBRI DI TESTO
N.
AUTORI
Enea Bove Giorgio
Portaluri
TITOLO
Tecnologie e
progettazione di sistemi
elettrici ed elettronici. 2
(Articolazione
elettrotecnica)
CASA EDITRICE
TRAMONTANA
ISBN
2) ATTIVITÀ DI ACCOGLIENZA E D’INTEGRAZIONE
IL
DIRIGENTE HA INCONTRATO GLI ALLIEVI IL PRIMO GIORNO DELL'ANNO SCOLASTICO PRESSO IL PALAZZETTO DELLO SPORT. IN TALE CONTESTO HA DELINEATO LE ATTIVITÀ, IL
QUADRO ORARIO E LE ALTRE INIZIATIVE PREVISTE PER IL NUOVO ANNO SCOLASTICO.
3) LIVELLO RILEVATO DELLA CLASSE ALL’INIZIO DELL’ANNO
Il livello iniziale della classe è medio con allievi di capacità limitate e con difficoltà di comprensione dei concetti tecnici più complicati. Gli allievi di
capacità superiori dimostrano invece una scarsa propensione allo studio con conseguenti risultati mediocri. Alcuni studenti manifestano una
completa inadeguatezza alla funzione studente.
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4) OBIETTIVI
4.1) OBIETTIVI TRASVERSALI COMPORTAMENTALI EDUCATIVI
RISPETTARE IL REGOLAMENTO D'ISTITUTO. PORSI IN RELAZIONE IN MODO CORRETTO, ACCETTANDO IL CONFRONTO E PARTECIPANDO POSITIVAMENTE ALLA
CLASSE E D'ISTITUTO. RISPETTARE CON PUNTUALITÀ LE SCADENZE E CONSEGNE RELATIVE AI DOVERI SCOLASTICI CERCANDO DI OTTIMIZZARE LE PROPRIE RISORSE.
VITA DI
4.2) OBIETTIVI TRASVERSALI COGNITIVI
Stimolare lo studente ad acquisire un corretto metodo di studio. Abituare lo studente ad apprendere in modo sicuro e duraturo le
conoscenze sapendo operare adeguati collegamenti logici pertinenti. Acquisire una sufficiente padronanza del linguaggio specifico di ogni
disciplina. Potenziare le capacità di autocritica e di autovalutazione.
4.3) OBIETTIVI DISCIPLINARI
CONOSCERE TUTTI GLI ASPETTI TEORICI DELLA DISCIPLINA. SAPER VALUTARE LE SOLUZIONI PIÙ ADATTE AL CASO IN ESAME. ESSERE IN GRADO DI ANALIZZARE,
DIMENSIONARE E COLLAUDARE. ESSERE IN GRADO DI REALIZZARE UNA SCHEDA TECNICA DEL LAVORO SVOLTO. COMPRENDERE I MANUALI D'USO IN LINGUA INGLESE.
5) SCANSIONE DELLE ATTIVITÀ
Modulo 1 – Componenti a semiconduttore
Obiettivi:
1
Identificare le tipologie di bipoli elettrici definendo le grandezze caratteristiche ed i loro legami.
2
Descrivere le caratteristiche elettriche e tecnologiche delle apparecchiature elettriche ed elettroniche.
3
Descrivere i principi di funzionamento dei componenti circuitali di tipo discreto ed integrato.
Contenuti:
Unità Didattica 1.1 Semiconduttori, diodi e transistor
1 Semiconduttori e giunzione PN
2 Diodi. Diodo raddrizzatore. Diodo Zener
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3 Transistor bipolari a giunzione BJT. Funzionamento del BJT come
amplificatore. Equazione fondamentale del BJT. Il BJT come interruttore
4 Transistor JFET
5 Transistor MOSFET
6 Parametri principali di un BJT
Unità Didattica 1.2 Componenti di potenza
1 La regolazione di potenza
2 Il transistor come interruttore di potenza
3 Tiristori SCR
4 TRIAC, DIAC e GTO
Unità Didattica 1.3 Pannelli fotovoltaici
1 La cella fotovoltaica
2 I moduli fotovoltaici
3 Parametri di un pannello fotovoltaico
Periodo: Settembre Ottobre
Modulo 2 – Impianti elettrici di bassa tensione
Obiettivi:
4
Rappresentare schemi funzionali di componenti circuitali, reti , e apparati.
5
Individuare e utilizzare la strumentazione di settore anche con l’ausilio dei manuali di istruzione scegliendo adeguati metodi di misura e
collaudo.
6
Individuare i tipi di trasduttori e scegliere le apparecchiature per l’analisi e il controllo.
Contenuti:
Unità Didattica 2.1 Apparecchiature elettromeccaniche di potenza
1 Generalità sull'arco elettrico
2 Tipi di interruttori e caratteristiche funzionali
3 Interruttori per impianti in bassa tensione. Interruttori per usi domestici e similari. Interruttori per uso industriale,
classificazione
4 Sezionatori
Unità Didattica 2.2 Contattori
1 Caratteristiche costruttive
2 Caratteristiche funzionali del circuito principale
3 Caratteristiche funzionali del circuito di comando
4 Caratteristiche dei circuiti ausiliari
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5 Individuazione dei terminali. Autoconsumo bobina di alimentazione
Unità Didattica 2.3 Il rifasamento degli impianti
1 Caratteristiche costruttive dei condensatori di rifasamento
2 Caratteristiche funzionali dei condensatori di rifasamento
3 Criteri e schemi di installazione dei condensatori di rifasamento
4 Resistenza di scarica
5 Manovra e protezione di batterie di condensatori
Unità Didattica 2.4 Quadri elettrici di distribuzione
1 Generalità
2 Quadri di distribuzione
3 Quadri di controllo e di regolazione. Pulpiti e pulsantiere di comando
4 Quadri per uso domestico
5 Le prove
6 Calcolo della sovra-temperatura all’interno dei quadri
Unità Didattica 2.5 Impianti elettrici per cantiere
1 Linea di alimentazione
2 Sistemi di distribuzione
3 Quadri elettrici
4 Condutture
5 Avvolgi-cavo e prese a spina
6 Lampade e impianti di illuminazione trasportabili
Unità Didattica 2.6 Alimentazione di emergenza e UPS
1 Gruppi autonomi di emergenza. Produzione di corrente continua. Produzione di corrente alternata
2 Gruppi statici di continuità. Tipologie. Criteri per la determinazione della potenza da installare
Unità Didattica 2.7 Domotica e sue applicazioni
1 Normalizzazione
2 Applicazioni e funzioni dei sistemi bus
3 Il sistema instabus EIB
4 Apparecchi e componenti bus
Unità Didattica 2.8 Energie rinnovabili
1 Energia rinnovabile e fonti alternative. L'energia nucleare
2 Fonti rinnovabili classiche
3 Le nuove fonti di energia rinnovabile (NFER). Le applicazioni dell'energia solare
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4 Sviluppo di nuove tecnologie
5 Le energie rinnovabili in Italia e nel mondo
Unità Didattica 2.8 Impianti fotovoltaici
1 Progettazione dell’impianto e stima del fabbisogno dell'utenza
2 Stima dell'energia producibile. Inseguitore solare
3 Dimensionamento di impianti fotovoltaici. L’impianto fotovoltaico “stand-alone”.L’impianto fotovoltaico isolato a utilizzo
diretto. L’impianto fotovoltaico connesso alla rete (grid-connected)
Periodo: Novembre Dicembre
Modulo 6 – Il trasformatore
Obiettivi:
7
Valutare la precisione delle misure in riferimento alla propagazione degli errori.
8
Effettuare misure nel rispetto delle procedure previste dalle norme.
9
Rappresentare, elaborare e interpretare i risultati delle misure utilizzando anche strumenti informatici.
10
Applicare le norme tecniche e le leggi sulla sicurezza nei settori di interesse .
Contenuti:
Unità Didattica 3.1 Trasformatore e sue utilizzazioni
1 Classificazione
2 Elementi costruttivi. Nucleo. Avvolgimenti
3 Sovra-elevazione di temperatura, raffreddamento e protezioni
4 Protezione dei trasformatori da sovraccarichi e corto circuiti. Protezioni sull'avvolgimento primario. Protezioni
sull'avvolgimento secondario
5 Ispezioni periodiche e manutenzione
Unità Didattica 3.2 Il dimensionamento dei trasformatori
1 Dimensionamento
2 Verifiche. Perdite. Rendimento. Caduta di tensione. Sovra-temperatura
3 Calcolo del flusso e della caduta di tensione.
Periodo: Gennaio Febbraio
Modulo 4 – Elementi di organizzazione
aziendale e controllo qualità
Obiettivi:
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Analizzare il processo produttivo e a sua collocazione nel sistema economico industriale, individuarne le caratteristiche e valutarne i principali
parametri e interpretarne le problematiche gestionali e commerciali.
12
Analizzare lo sviluppo dei processi produttivi in relazione al contesto storico-economico-sociale.
13
Analizzare e rappresentare semplici procedure di gestione e controllo di impianti.
14
Selezionare ed utilizzare i componenti in base alle caratteristiche tecniche e all’ottimizzazione funzionale del sistema.
15
Inserire nella progettazione componenti e sistemi elettronici integrati avanzati.
Contenuti:
Unità Didattica 4.1 Organizzazione aziendale
1 Struttura organizzativa di un'azienda. La funzione ricerca e sviluppo
2 Le forme aziendali
3 Organizzazione industriale
4 La funzione della produzione
5 I fattori della produzione
6 Le materie e la tecnologia
Unità Didattica 4.2 Controllo qualità
1 Controllo qualità
2 Ciclo di vita di un prodotto
Periodo: Marzo Aprile
Modulo 5 – Sicurezza sui posti di lavoro
Obiettivi:
16
Riconoscere i rischi dell’utilizzo dell’energia elettrica in diverse condizioni di lavoro, anche in relazione alle diverse frequenze di impiego ed
applicare i metodi di protezione dalle tensioni contro i contatti diretti e indiretti.
17
Individuare , valutare e analizzare i fattori di rischio nei processi produttivi negli ambienti di lavoro del settore.
18
Applicare le normative, nazionali e comunitarie, relative alla sicurezza e adottare misure e dispositivi idonei di protezione e prevenzione.
19
Individuare i criteri per la determinazione del livello di rischio accettabile, l’influenza dell’errore umano ed assumere comportamenti coerenti.
Contenuti:
Unità Didattica 5.1 Sicurezza, rischio e affidabilità
1 Sicurezza e rischio
2 Elementi di teoria dell'affidabilità
Unità Didattica 5.2 Leggi in materia di sicurezza sul lavoro
1 Il Decreto Legislativo 81/08. Controlli e sanzioni. I soggetti interessati. Il Responsabile del Servizio di Prevenzione e
Protezione. Obblighi del datore di lavoro. Obbligo dei lavoratori all'autotutela
2 La prevenzione: informazione e formazione
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Unità Didattica 5.3 I rischi presenti nei luoghi di lavoro
2 Rischi per i lavoratori nei luoghi di lavoro. Rischio elettrico. Rischio fulminazione.
Rischio esplosione. Rischio incendio. Rischio amianto. Rischio biologico. Rischio campi elettromagnetici. Rischio cancerogeno.
Rischio chimico. Rischio illuminazione. Rischio per le lavoratrici gestanti. Rischio microclimatico. Rischio movimentazione
manuale dei carichi
Rischio radon. Rischio rumore. Rischio vibrazioni. Rischio videoterminale. Rischio ergonomico. Rischio lavoro mobbing.
Rischio stress lavoro correlato
3 Il documento di valutazione dei rischi (DVR)
Periodo: Maggio Giugno
Modulo Esercitazioni di Laboratorio
Obiettivi:
Individuare le componenti tecnologiche e gli strumenti operativi occorrenti per il progetto specifico.
Utilizzare tecniche sperimentali, modelli fisici e simulazioni per la scelta delle soluzioni e del processi.
Riorganizzare conoscenze multidisciplinari per esecutivo.
Individuare e descrivere le fasi di un progetto e le loro caratteristiche funzionali, dall’ideazione alla commercializzazione. Applicare metodi di problem
solving e pervenire a sintesi ottimali. Individuare i criteri di uno studio di fattibilità. Utilizzare i software dedicati per la progettazione, l’analisi e la
simulazione.
Elenco esercitazioni di Tecnologia e Progettazione della classe 4TB
1. Utilizzo del software QElectroTech per la progettazione e realizzazione di schemi di quadri elettrici per l’automazione industriale
2. Progettazione e realizzazione di un telecomando di un motore asincrono trifase
3. Progettazione e realizzazione di una tele inversione di marcia per motore asincrono trifase manuale
4. Progettazione e realizzazione di una tele inversione con arresto alle posizione estreme e marcia automatica avanti-indietro con finecorsa
5. Progettazione e realizzazione di carico temporizzato
6. Progettazione e realizzazione di un tele avviamento stella-triangolo
7. Utilizzo del software Kicad per la progettazione e realizzazione di schemi elettronici e circuiti stampati
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8. Direttive e regole per la progettazione e realizzazione di uno schema elettronico secondo le norme CEI
9. Direttive e regole per la progettazione e realizzazione di un circuito stampato doppia faccia secondo le norme CE
10. Realizzazione di un circuito stampato di interfaccia per la scheda open source Arduino Micro
6) STRATEGIE OPERATIVE
6.1) METODOLOGIE
LA LEZIONE CLASSICA ED IL METODO BRAINSTORMING SARANNO I METODI PIÙ USATI NELLE SPIEGAZIONI TEORICHE , MENTRE NELLE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO, SI
CERCHERÀ DI FAR APPRENDERE ATTRAVERSO L'ESPERIENZA PERSONALE. NELLE LEZIONI TEORICHE SI PRIVILEGERÀ LA COMPRENSIONE TRAMITE ESEMPI E SEMPLICI
PROGETTAZIONI IN MODO DA SVILUPPARE NELLO STUDENTE LA CAPACITÀ DI PASSARE DALLA CONOSCENZA ASTRATTA ALLA APPLICAZIONE REALE.
6.2) RACCORDI INTERDISCIPLINARI:
Si cercheranno raccordi con le altre discipline tecniche e la matematica per produrre sinergie adatte ad un più rapido
svolgimento del programma e ad un'interazione stretta per evitare la sovrapposizione degli argomenti.
6.3) STRUMENTI:
I PRINCIPALI STRUMENTI UTILIZZATI SARANNO IL LABORATORIO ED ALCUNI SOFTWARE SPECIALISTICI PER LA PROGETTAZIONE ED IL CONTROLLO TECNICO
DELLE SOLUZIONI ADOTTATE. TALI STRUMENTI SONO DI PARTICOLARE IMPORTANZA PERCHE' UTILIZZATI LARGAMENTE IN AMBITO INDUSTRIALE. SARÀ
MOLTO IMPORTANTE ANCHE L'UTILIZZO DELLA STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO E LA CONOSCENZA DI TUTTI GLI APPARATI NECESSARI PER ILO
CONTROLLO E LA RIPARAZIONE DI ELEMENTI ELETTRONICI ED ELETTROTECNICI.
7) VERIFICHE
LE VERIFICHE SARANNO QUASI ESCLUSIVAMENTE SCRITTE SI A QUELLE DI PROGETTAZIONE CHE QUELLE CON ARGOMENTI TEORICI.
LA VERIFICA ORALE VIENE PREVISTA ED ATTIVATA SU RICHIESTA DELLO STUDENTE O SU INTENZIONE DEL DOCENTE AI FINI DI DEFINIRE IN MANIERA PIÙ
ACCURATA LE COMPETENZE ACQUISITE. SARANNO SVOLTE RELAZIONI DI LABORATORIO E LAVORI PERSONALI CON SOFTWARE DI PROGETTAZIONE
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8) CRITERI DI VALUTAZIONE
I CRITERI DI VALUTAZIONE SI RIFANNO ALLE NORME APPROVATE DAL COLLEGIO DOCENTI. SI UTILIZZANO VALUTAZIONI CON LA SCALA COMPLETA E VALORI POSSIBILMENTE INTERI.
LA VALUTAZIONE SARÀ RESA NOTA ALLO STUDENTE ESPLICITANDO CHIARAMENTE IL VOTO E SARÀ CHIARITA NEL CASO DI CONTESTAZIONI.
9) ATTIVITÀ EXTRACURRICULARI
ATTIVITÀ EXTRACURRICULARI DI RECUPERO E DI APPROFONDIMENTO E DI EVENTUALE RINFORZO SARANNO ATTIVATE DURANTE L'ANNO SCOLASTICO PER UNA MIGLIORE
COMPRENSIONE DEGLI ARGOMENTI E COME AIUTO AGLI STUDENTI IN DIFFICOLTÀ .
NOVENTA VICENTINA, LÌ 06/12/2016
Il DOCENTE
VISTO
Il Dirigente Scolastico
MIOTELLO ANGELO
BERTELLI ROBERTO
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