I.I.S. “ALESSANDRINI-MARINO-FORTI”
IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
Data: 5 maggio 2014
Classe VB Elettrico
Candidato:________________________________
La presente prova semi-strutturata consta di 56 quesiti suddivisi per argomento.
Il Candidato legga e risponda ai quesiti proposti, anche avvalendosi di calcolatrice
non programmabile e/o del manuale.
Tempo a disposizione 6 ore. Non è possibile uscire prima che siano trascorse 3 ore.
GRIGLIA DI CORREZIONE
ARGOMENTO
PUNTI
1) Impianti di terra e dispositivi di protezione
/20
2) Dimensionamento dispersore e cavi
/10
3) Rifasamento
/10
4) Centrali Idroelettriche
/15
5) Centrali Termoelettriche
/15
6) Impianti Fotovoltaici
/15
7) Convertitori AC/DC
/15
Totale in centesimi
/100
Valutazione in decimi
1
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 1) IMPIANTI DI TERRA E DISPOSITIVI DI PROTEZIONE
(punti totali
1. Cos’è una massa?
/20)
(punti……./1)
a. È una parte non metallica dell’impianto elettrico
b. È una parte metallica dell’impianto elettrico normalmente in tensione
c. È una parte metallica dell’impianto elettrico normalmente non in tensione
d. È una parte metallica non facente parte dell’impianto elettrico
2. La massa estranea è una parte:
(punti……./1)
a. non metallica dell’impianto elettrico normalmente in tensione
b. metallica non facente parte dell’impianto elettrico
c. metallica dell’impianto elettrico normalmente non in tensione
d. metallica dell’impianto elettrico normalmente in tensione
3. Un conduttore di terra è un conduttore che collega:
(punti……./1)
a. i carichi tra loro
b. la massa alla fase
c. gli alveoli laterali delle prese alla P.E.
d. il collettore ai dispersori
4. Il cavo di Pretezione Elettrica (P.E.) è il conduttore:
(punti……./1)
a. di colore giallo-verde collegato al neutro
b. di colore giallo-verde collegato al collettore
c. di colore blu collegato agli alveoli centrali delle prese
d. di colore blu collegato al collettore
5. Il dispersore è un elemento metallico che si trova a:
(punti……./1)
a. Diretto contatto con il terreno per disperdere le correnti di guasto
b. Isolato rispetto al terreno per disperdere le correnti di guasto
c. Diretto contatto con il terreno per disperdere calore per effetto Joule
d. Isolato rispetto al terreno non dissipare energia elettrica
2
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
6. Rappresenta con lo schema a blocchi l’impianto di terra e indica quali sono i suoi elementi
(punti……./5)
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
3
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
7. Se la Resistenza di terra è troppo alta, l’Interruttore differenziale
(punti……./1)
a. Serve a far funzionare l’impianto elettrico
b. Proteggere solo dai contatti diretti al momento della folgorazione
c. Proteggere dai contatti indiretti scattando prima della folgorazione
d. Proteggere dai contatti indiretti scattando al momento della folgorazione
8. La tensione massima di contatto (Vc):
(punti……./1)
a. È obbligatoriamente di 50V
b. È pari a 50V per gli impianti ordinari e a 25V per gli impianti di stalle, ambulatori e cantieri
c. È pari a 25V per gli impianti ordinari e a 50V per gli impianti di stalle, ambulatori e cantieri
d. Può assumere qualsiasi valore
9. Il valore della Resistenza di terra (RT)
(punti……./1)
a. È buono quando è molto elevato (>> Rcorpo =1 KΩ)
b. Non è legato alla Tensione massima di contatto (Vc)
c. Deve essere coordinato con l’interruttore differenziale (I.D.)
d. Non deve essere coordinato con l’interruttore differenziale (I.D.)
10. L’Interruttore differenziale a bassa sensibilità, in presenza di un buon impianto di terra,
interviene
(punti……./1)
a. Solo quando qualcuno “prende la scossa”
b. Prima che qualcuno venga folgorato da un contatto diretto
c. In presenza di guasti di isolamento, aprendo il circuito
d. Se posto correttamente a contatto con il dispersore
11. L’interruttore differenziale ad alta sensibilità (IΔN ≤ 30 mA o 10 mA)
(punti……./1)
a. Proteggere dai contatti diretti
b. Proteggere dai contatti indiretti
c. Proteggere dai contatti diretti e indiretti
d. Evita i sovraccarichi
4
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
12. Usando lo schema a blocchi, rappresenta un impianto che abbia un utilizzatore e che preveda a
monte l’interruttore differenziale; poi descrivi brevemente il funzionamento dell’interruttore
differenziale in condizione di non intervento (quando non scatta) e di intervento (quando
scatta).
(punti……./5)
F
.
N
PE
.
5
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(prova equipollente)
ARGOMENTO 2) DIMENSIONAMENTO DEL DISPERSORE E DEI CAVI IN B.T. (punti totali
/10)
1. Come si calcola la corrente di impiego (IB) assorbita da un M.A.T. di cui si conosce la Potenza
apparente, la Tensione nominale e il Fattore di potenza?
(punti……./1)
a. IB = V / R
b. IB = P x V x √3 x cosϕ
c. IB = P / (√3 x V x cosϕ )
d. IB = P / ( V x cosϕ )
2. Per calcolare la lunghezza minima del dispersore basta:
(punti……./1)
a. Dividere la corrente d’impiego (IB) per la resistività elettrica del terreno (ρ)
b. Dividere la corrente nominale differenziale (IΔN) per la resistività elettrica del terreno (ρ)
c. Conoscere la corrente nominale differenziale (IΔN), la resistività elettrica del terreno (ρ) e
la tensione massima di contatto (Vc)
d. Conoscere la corrente d’ impiego (IB) e la tensione massima di contatto (Vc)
3. Data la portata di un cavo, la cui sezione sia tale da garantire contro i sovraccarichi e da evitare
eccessive c.d.t, come sarà la taglia dell’Interruttore di protezione?
(punti……./1)
a. Maggiore della portata del cavo
b. Minore della portata del cavo
c. Minore della corrente di impiego
d. Maggiore della portata del cavo e minore della corrente di impiego
4. La relazione IB ≤ IN ≤ IZ
serve per scegliere la sezione di un cavo in modo da avere:
(punti……./1)
a. la portata necessaria
b. la massima caduta di tensione
c. la corrente d’impiego necessaria
d. la lunghezza minima del dispersore
6
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
5. Di che sezione deve essere il cavo di protezione?
(punti……./1)
a. Sempre 17 mm2 se la sezione del cavo di fase è maggiore di 35 mm2
b. Maggiore della sezione del cavo di fase quando questa è minore o uguale a 16 mm 2
c. Maggiore della sezione del cavo di fase quando questa è maggiore di 16 mm 2
d. 16 mm2 se la sezione del cavo di fase è compresa tra 16 e 35 mm2
6. Rappresenta graficamente, usando i simboli appropriati, un impianto elettrico con Interruttore
magnetotermico differenziale, in cui il MAT dista 40m dal Quadro elettrico, utilizzando lo
schema unifilare.
(punti……./1)
7. Illustra come si determina la sezione (in mm2) di un cavo con posa in aria, numerando le
seguenti proposizioni in ordine di esecuzione:
(punti……./4)
a. Calcolo la portata del cavo Iz
b. Scelgo opportunamente la taglia IN dell’interruttore magnetotermico differenziale
c. Determino la cadutadi tensione unitaria (ν)
d. Cerco sulle apposite tabelle i valori di Io e K1 conoscendo la sezione, il tipo di cavi,
l’isolamento e la temperatura di posa
e. Calcolo la corrente di impiego (IB)
f. Verifico che la portata sia sufficiente ad evitare il sovraccarico con la relazione apposita,
altrimenti scelgo una sezione maggiore
g. Calcolo la caduta di tensione
h. Cerco nella tabella apposita la sezione corrispondente alla caduta di tensione unitaria
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 3) RIFASAMENTO
(punti totali
1. Per quale ragione è opportuno rifasare un carico?
/10)
(punti……./1)
a. Per diminuire la potenza attiva assorbita dalla rete
b. Per aumentare la potenza reattiva assorbita dalla rete
c. Per aumentare la corrente assorbita dalla rete
d. Per diminuire la potenza reattiva assorbita dalla rete
2. Se prima del rifasamento il Fattore di potenza è cosϕ= 0,80 , quale fra i seguenti è il valore a cui
sarebbe più opportuno rifasare?
(punti……./1)
a. A cosϕ’=0,90
b. A cosϕ’=0,7
c. A ϕ’=90°
d. non si deve rifasare perché 0,8 è il valore ottimale
3. Come si realizza in concreto il rifasamento di un carico?
(punti……./1)
a. Eliminando il carico
b. Sostituendo il carico con un condensatore di capacità adeguata
c. Ponendo un condensatore di capacità adeguata in parallelo al carico
d. Ponendo un condensatore di capacità adeguata in serie al carico
4. La capacità di un condensatore necessario a rifasare un carico monofase è direttamente
proporzionale alla
(punti……./1)
a. Potenza attiva
b. Potenza reattiva
c. Potenza reattiva, ϕ e ϕ’
d. La capacità dipende solo dallo spazio disponibile per collocare il condensatore
5. Il Rifasamento riguarda carichi/utilizzatori di tipo
(punti……./1)
a. resistivo e capacitivo
b. resistivo e induttivo
c. induttivo e capacitivo
d. resistivo, induttivo e capacitivo
8
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
6. Rappresenta con 2 circuiti elettrici elementari un carico monofase prima e dopo il rifasamento,
poi calcola la potenza reattiva e la capacità del condensatore sapendo che P=25000W, V=380V,
f=50Hz e supponendo (tgϕ - tgϕ’)= 0,4
(punti……./5)
9
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 4) CENTRALI IDROELETTRICHE
(punti totali
1. La produzione di energia elettrica da parte di una centrale idroelettrica è
/15)
(punti……./1)
a. Costante durante tutto l’arco della giornata
b. Necessaria a fronteggiare il fabbisogno energetico nelle ore di picco
c. Avviene alla massima potenza per fronteggiare il fabbisogno di base
d. Ottenuta trasformando l’energia chimica in energia elettrica
2. Nella condotta forzata di una centrale idroelettrica (trascurando le perdite di carico)
(punti……./1)
a. L’energia di posizione si trasforma in energia cinetica
b. L’energia di pressione si trasforma in energia cinetica
c. L’energia di posizione si trasforma in energia di pressione
d. L’energia cinetica si trasforma in energia meccanica di rotazione
3. Il valore del rendimento percentuale di una centrale idroelettrica si aggira intorno al
(punti……./1)
a. 25%
b. 40%
c. 50%
d. 85%
4. Qual è la funzione del pozzo piezometrico?
(punti……./1)
a. Costituisce una riserva d’acqua potabile
b. Riduce gli effetti del colpo d’ariete alla chiusura della condotta
c. Converte l’energia di pressione in energia cinetica
d. Evita lo scivolamento della diga a valle
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
5. Completa la frase scegliendo tra i termini indicati di seguito:
( tensione, potenza, salto disponibile, corrente, massa, portata)
(punti……./3)
In una centrale idroelettrica la_______________________ è direttamente proporzionale
alla__________________________ e al___________________________________.
6. Sapendo che in un impianto idroelettrico la portata Q= 80 m3/s, il salto disponibile è h=200 m e
il rendimento η=0,85, calcola la Potenza P
(punti……./3)
7. Disegna lo schema a blocchi di una centrale idroelettrica descrivendo brevemente i suoi
elementi.
(punti……./5)
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 5) CENTRALI TERMOELETTRICHE
(punti totali
/15)
1. Collega ciascun tipo di centrale alla fonte primaria utilizzata per produrre energia elettrica
(punti……./2)
1. Energia eolica
A. Termoelettrica
2. Vapori endogeni
B. Termonucleare
3. Combustibili fossili
C. Geotermica
4. Radiazione elettromagnetica (luce)
5. Isotopi dell’Uranio, Plutonio
2. Indica qual è la definizione corretta di Potere Calorifico
(punti……/1)
a. Quandità di vapore prodotta dalla combustione completa di una quantità unitaria di
sostanza [1 Kg di gas; 1 m3 di solido o liquido]
b. Quantità di calore prodotta dalla combustione completa di una quantità unitaria di
sostanza [1 Kg di gas; 1 m3 di solido o liquido]
c. Quantità di calore prodotta dalla combustione completa di una quantità unitaria di
sostanza [1 Kg di solido o liquido; 1 m3 di gas]
d. Quantità di vapore assorbita dalla combustione completa di una quantità unitaria di
sostanza [1 Kg di solido o liquido; 1 m3 di gas]
3. Se nel potere calorifico non si computa il calore di vaporizzazione ( necessario a vaporizzare
l’acqua prodotta nella combustione) si parla di
(punti……/1)
a. Potere calorifico Uguale
b. Potere calorifico Inferiore
c. Potere calorifico Superiore
d. Potere calorifico Vaporizzato
4. La produzione di Potenza base da parte di una centrale termoelettrica è possibile
(punti……./1)
a. Limitatamente alle ore notturne
b. Limitatamente ail fabbisogno energetico nelle ore di picco
c. Bruciando carbone a ritmo costante
d. Trasformando l’energia di pressione in energia di vaporizzazione
12
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
5. Una centrale termoelettrica produce una potenza termica di 1,75 GW in caldaia e una potenza
elettrica di 700 MW. Il rendimento percentuale dell’impianto vale:
(punti……./1)
a. 25%
b. 40%
c. 50%
d. 35%
6. Quali sono le principali sostanze inquinanti prodotte da una centrale termoelettrica?
(punti……./2)
.
7. Se un impianto termoelettrico produce una potenza elettrica di 800 MW con un rendimento
effettivo di 0,39, quanto sarà la potenza termica da produrre in caldaia?
(punti……./2)
8. Disegna lo schema a blocchi di una centrale termoelettrica e descrivine brevemente gli
elementi.
(punti……./5)
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SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 6) IMPIANTI FOTOVOLTAICI
(punti totali
/15)
1. Elenca le caratteristiche vantaggiose e svantaggiose dell’energia solare come fonte primaria per
produrre energia elettrica.
(punti…….3)
Vantaggi
Svantaggi
2. Il massimo rendimento di un pannello si realizza quando
(punti……./1)
a. L’altezza del sole è minimia
b. L’angolo di Tilt vale sempre 34°
c. Il pannello è rivolto verso Sud
d. I raggi solari incidono ad angolo retto
3. La produzione di energia da parte di un Impianto fotovoltaico dipende da
(punti……/1)
a. Orientamento e inclinazione del modulo
b. Radiazione solare disponibile
c. Rendimento dell’impianto
d. Tutte le precedenti
4. I Diodi by-pass presenti in un modulo fotovoltaico
(punti……/1)
a. Sono indispensabili al funzionamento del modulo
b. Escludono le celle ombreggiate aumentando l’efficacia del modulo
c. Rendono possibile la produzione di energia elettricada parte delle celle ombreggiate
d. Escludono le celle ombreggiate garantendo il funzionamento del modulo con efficacia
ridotta
5. L’angolo di TilT
(punti……/1)
a. Diminuisce da Ovest a Est
b. Aumenta da Ovest a Est
c. Aumenta da Sud a Nord
d. Vale 42° nel Sud Italia
14
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
6. Indica i valori richiesti per disporre in modo ottimale i Pannelli di un impianto Fotovoltaico nel
Centro Italia. Scegli tre i seguenti:
90°, 180°, 360°, 34°, Nord, Sud, Piano orizzontale, Piano Verticale
(punti……/2)
Azimut:__________________ rispetto al _______
Angolo di Tilt_____________________ rispetto al_________
7. Ordina in base all’efficienza le seguenti tipologie di celle F.V
Celle al Silicio
(punti……/2)
Efficienza
Policristallino
1)
Cristallino
2)
14 - 17%
Amorfo
3)
8 - 9%
Monocristallino
4)
4 – 6%
~ 20%
8. Il rendimento di un generatore fotovoltaico è
(punti……/1)
a. 5-10%
b. 10-20%
c. 30-40%
d. 80-85%
9. Che tipo di corrente produce un pannello fotovoltaico e quale ulteriore dispositivo è necessario
per collegare l’impianto alla Rete ENEL ?
(punti……../1,5)
.
10. Quali sono gli elementi costituenti un generatore fotovoltaico?
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
(punti……../1,5)
15
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
ARGOMENTO 7) CONVERTITORI AC/DC
(punti totali
1. Cosa caratterizza un SCR?
/15)
(punti……/1)
a. Si comporta da interruttore aperto se attraversato da tensioni positive e da un impulso di
corrente
b. Si comporta da interruttore chiuso se attraversato da tensioni positive e da un impulso di
corrente
c. Si comporta da interruttore chiuso con tensioni positive per qualsiasi valore di corrente
d. Si comporta da interruttore chiuso, per qualsiasi valore di corrente
2. Il convertitore AC/DC è un dispositivo che
(punti……/1)
a. Converte la corrente continua in alternata
b. Permette di raddrizzare la forma d’onda per ottenere una tensione continua
c.
Utilizza sia le semionde positive che quelle negative
d. Utilizza solo le semionde negative
3. Il valore medio della tensione ottenuta con il convertitore AC/DC è
(punti……/1)
a. Direttamente proporzionale a π e inversamente proporzionale a Vmax
b. Direttamente proporzionale a 2π e inversamente proporzionale a Vmax
c. Direttamente proporzionale a Vmax e inversamente proporzionale a 2π
d. Direttamente proporzionale a Vmax e inversamente proporzionale a π
4. Disegna il circuito che descrive il convertitore AC/DC e illustrane brevemente il funzionamento,
anche ricorrendo a grafici che evidenzino tensioni e impulsi nel tempo
(punti……/6)
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IPSIA V.O. Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche
SIMULAZIONE II PROVA D’ESAME
(prova equipollente)
5. Il convertitore a ponte semicontrollato è un dispositivo che
(Punti ……/1)
a. Converte la corrente continua in alternata
b. Utilizza sia le semionde positive che quelle negative
c. Utilizza solo le semionde positive
d. Utilizza solo le semionde negative
6. Disegna lo schema del convertitore a ponte controllato usando gli elementi SCR1, SCR2, D1 e D2
poi definisci gli stati di ciascuno di essi usando ON (se conduce) e OFF (se non conduce):
Elementi
Stato durante la
Stato durante la
Semionda Positiva
Semionda Negativa
SCR1
D2
SCR2
D1
(Punti ……/5)
17
