Programma svolto di Elettrotecnica e Laboratorio Modulo n° 1

Programma svolto di Elettrotecnica e Laboratorio
Classe III sez. A – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Ferraro Silvano
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Studio di reti in corrente continua
U. D. 1: Generatori. Legge di Ohm. Corrente elettrica. Tensione elettrica. Legge di Ohm. Generatore di
tensione. Generatore di corrente. Diagramma tensione-corrente. Resistività. Coefficiente di temperatura.
U. D. 2: Reti elettriche. Principi di Kirchhoff. Tensione fra due punti di una rete. Resistenza equivalente.
Trasformazione stella-triangolo. Partitore di tensione e di corrente. Risoluzione dei circuiti. Generatore
reale. Caduta di tensione di linea.
U. D. 3: Reti elettriche complesse. Metodo delle maglie. Metodo della sovrapposizione degli effetti.
Generatori equivalenti.
U. D. 4: Energia e potenza. Energia e potenza. Effetto Joule.
U. D. 5: Esercitazioni di laboratorio. Verifica della legge di Ohm. Verifica del I principio di Kirchhoff.
Verifica del II principio di Kirchhoff. Misurazione di una resistenza con metodo volt-amperometrico.
Misurazione della potenza con metodo volt-amperometrico.
Modulo n° 2/ Argomento: Elettrostatica
U. D. 1: Campo elettrico. Forze elettrostatiche. Campo elettrico. Energia e potenziale. Conduttore
all’interno di un campo elettrico. Isolante all’interno di un campo elettrico. Effetto delle punte. Schermo
elettrostatico.
U. D. 2: Condensatori. Capacità. Condensatore. Dielettrico. Rigidità dielettrica. Collegamenti tra
condensatori.
U. D. 3: Transitori capacitivi. Carica del condensatore per mezzo del generatore di corrente. Energia
immagazzinata nel condensatore. Principio di continuità. Curve esponenziali.
U. D. 4: Esercitazioni di laboratorio. Transitorio di carica e scarica di un condensatore.
Modulo n° 3/ Argomento : Elettromagnetismo
U. D. 1: Generazione del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da magneti e da corrente. Campo
generato dalla presenza contemporanea di più conduttori. Solenoide.
U. D. 2: Induzione elettromagnetica. Induttanza. Flusso magnetico. Legge di Faraday. Legge di Lenz.
Esempi di induzione elettromagnetica. Autoinduttanza. Induttore.
U. D. 3: Forza di Lorentz. Motore a corrente continua rudimentale.
U. D. 4: Circuiti magnetici. Materiali ferromagnetici. Caratteristica di magnetizzazione. Diversi tipi di
materiali magnetici.
Modulo n° 4/ Argomento: Regime alternativo sinusoidale
U. D. 1: Funzioni periodiche. Grandezza periodica. Grandezza alternata. Componente continua. Valor
medio. Valore picco-picco. Valore efficace di tensioni e correnti periodiche. Fattore di forma.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________
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Programma svolto di Elettrotecnica e Laboratorio
Classe III sez. B – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Ferraro Silvano
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Studio di reti in corrente continua
U. D. 1: Generatori. Legge di Ohm. Corrente elettrica. Tensione elettrica. Legge di Ohm. Generatore di
tensione. Generatore di corrente. Diagramma tensione-corrente. Resistività. Coefficiente di temperatura.
U. D. 2: Reti elettriche. Principi di Kirchhoff. Tensione fra due punti di una rete. Resistenza equivalente.
Trasformazione stella-triangolo. Partitore di tensione e di corrente. Risoluzione dei circuiti. Generatore
reale. Caduta di tensione di linea.
U. D. 3: Reti elettriche complesse. Metodo delle maglie. Metodo della sovrapposizione degli effetti.
Generatori equivalenti.
U. D. 4: Energia e potenza. Energia e potenza. Effetto Joule.
U. D. 5: Esercitazioni di laboratorio. Verifica della legge di Ohm. Verifica del I principio di Kirchhoff.
Verifica del II principio di Kirchhoff. Misurazione di una resistenza con metodo volt-amperometrico.
Misurazione della potenza con metodo volt-amperometrico.
Modulo n° 2/ Argomento: Elettrostatica
U. D. 1: Campo elettrico. Forze elettrostatiche. Campo elettrico. Energia e potenziale. Conduttore
all’interno di un campo elettrico. Isolante all’interno di un campo elettrico. Effetto delle punte. Schermo
elettrostatico.
U. D. 2: Condensatori. Capacità. Condensatore. Dielettrico. Rigidità dielettrica. Collegamenti tra
condensatori.
U. D. 3: Transitori capacitivi. Carica del condensatore per mezzo del generatore di corrente. Energia
immagazzinata nel condensatore. Principio di continuità. Curve esponenziali.
U. D. 4: Esercitazioni di laboratorio. Transitorio di carica e scarica di un condensatore.
Modulo n° 3/ Argomento : Elettromagnetismo
U. D. 1: Generazione del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da magneti e da corrente. Campo
generato dalla presenza contemporanea di più conduttori. Solenoide.
U. D. 2: Induzione elettromagnetica. Induttanza. Flusso magnetico. Legge di Faraday. Legge di Lenz.
Esempi di induzione elettromagnetica. Autoinduttanza. Induttore.
U. D. 3: Forza di Lorentz. Motore a corrente continua rudimentale.
U. D. 4: Circuiti magnetici. Materiali ferromagnetici. Caratteristica di magnetizzazione. Diversi tipi di
materiali magnetici.
Modulo n° 4/ Argomento: Regime alternativo sinusoidale
U. D. 1: Funzioni periodiche. Grandezza periodica. Grandezza alternata. Componente continua. Valor
medio. Valore picco-picco. Valore efficace di tensioni e correnti periodiche. Fattore di forma.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________
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Programma svolto di Elettrotecnica ed Elettronica
Classe IV sez. TM/A – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Ferraro Silvano
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Studio di reti in corrente continua
U. D. 1: Generatori. Legge di Ohm. Corrente elettrica. Tensione elettrica. Legge di Ohm. Generatore di
tensione. Generatore di corrente. Diagramma tensione-corrente.
U. D. 2: Reti elettriche. Principi di Kirchhoff. Tensione fra due punti di una rete. Resistenza equivalente.
Partitore di tensione e di corrente. Risoluzione dei circuiti. Generatore reale.
Modulo n° 2/ Argomento: Correnti alternate
U. D. 1: Grandezze periodiche. Grandezza periodica. Grandezza alternata. Componente continua. Valor
medio. Valore picco-picco. Valore efficace di tensioni e correnti periodiche. Fattore di forma. Funzione
sinusoidale. Fase di una sinusoide. Rappresentazione vettoriale delle sinusoidi. Numeri complessi.
U. D. 2: Circuiti in corrente alternata. Circuito resistivo in regime sinusoidale. Circuiti puramente
induttivi, puramente capacitivi, R-L serie, R-C serie, R-L-C serie. Risonanza. Impedenza equivalente.
Circuiti R-L e R-C in parallelo. Ammettenza. Circuito risonante parallelo.
U. D. 3: Potenza in corrente alternata. Potenza in regime variabile. Potenza in regime sinusoidale.
U. D. 4: Prove di laboratorio. Misurazione della potenza in regime alternativo sinusoidale.
Modulo n° 3/ Argomento: Sistemi trifasi
U. D. 1: Sistemi trifasi. Sistemi polifasi. Carico trifase equilibrato collegato a stella. Carico equilibrato
collegato a triangolo. Carico squilibrato collegato a stella. Carico squilibrato collegato a triangolo.
U. D. 2: Potenze di sistemi trifasi. Potenza nei sistemi trifasi. Potenza con carico equilibrato, collegato a
stella, con e senza neutro. Potenza con carico a triangolo equilibrato. Potenza nei carichi squilibrati.
U. D. 3: Prove di laboratorio. Misurazione della potenza trifase con metodo di Aron.
Modulo n° 4/ Argomento : Richiami di elettromagnetismo
U. D. 1: Generazione del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da magneti e da corrente. Campo
generato dalla presenza contemporanea di più conduttori. Solenoide.
U. D. 2: Induzione elettromagnetica. Induttanza. Flusso magnetico. Legge di Faraday. Legge di Lenz.
Esempi di induzione elettromagnetica. Autoinduttanza. Induttore.
U. D. 3: Forza di Lorentz. Motore a corrente continua rudimentale.
U. D. 4: Circuiti magnetici. Materiali ferromagnetici. Caratteristica di magnetizzazione. Diversi tipi di
materiali magnetici.
Modulo n° 5/ Argomento: Macchine elettriche
U. D. 1: Trasformatore. Energia e potenza. Perdite e rendimento nella macchina elettrica. Trasformatore
monofase ideale. Perdite e rendimento. Trasformatore trifase. Autotrasformatore. Parallelo fra
trasformatori.
Prove di laboratorio: Misura della resistenza degli avvolgimenti di un trasformatore trifase. Prova a vuoto
di un trasformatore trifase.
U. D. 2: Macchina asincrona. Costituzione della macchina asincrona. Campo rotante. Caratteristica
meccanica. Funzionamento allo spunto. Funzionamento a carico. Avviamento della macchina asincrona con
riduzione della tensione di alimentazione; avviamento stella-triangolo; avviamento con resistenze rotoriche;
avviamento nel motore con doppia gabbia e con gabbia a barre alte.
U. D. 3: Macchina sincrona. Costituzione e funzionamento della macchina sincrona.
U. D. 4: Macchina a corrente continua. Struttura. Motore a corrente continua con eccitazione in
derivazione: schema elettrico e caratteristica meccanica. Motore a corrente continua con eccitazione in serie:
schema elettrico e caratteristica meccanica. Dinamo con eccitazione indipendente: schema elettrico e
caratteristica nel piano V-I.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________
Programma svolto di Elettrotecnica ed Elettronica
Classe IV sez. TM/B – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Ferraro Silvano
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Studio di reti in corrente continua
U. D. 1: Generatori. Legge di Ohm. Corrente elettrica. Tensione elettrica. Legge di Ohm. Generatore di
tensione. Generatore di corrente. Diagramma tensione-corrente.
U. D. 2: Reti elettriche. Principi di Kirchhoff. Tensione fra due punti di una rete. Resistenza equivalente.
Partitore di tensione e di corrente. Risoluzione dei circuiti. Generatore reale.
Modulo n° 2/ Argomento: Correnti alternate
U. D. 1: Grandezze periodiche. Grandezza periodica. Grandezza alternata. Componente continua. Valor
medio. Valore picco-picco. Valore efficace di tensioni e correnti periodiche. Fattore di forma. Funzione
sinusoidale. Fase di una sinusoide. Rappresentazione vettoriale delle sinusoidi. Numeri complessi.
U. D. 2: Circuiti in corrente alternata. Circuito resistivo in regime sinusoidale. Circuiti puramente
induttivi, puramente capacitivi, R-L serie, R-C serie, R-L-C serie. Risonanza. Impedenza equivalente.
Circuiti R-L e R-C in parallelo. Ammettenza. Circuito risonante parallelo.
U. D. 3: Potenza in corrente alternata. Potenza in regime variabile. Potenza in regime sinusoidale.
U. D. 4: Prove di laboratorio. Misurazione della potenza in regime alternativo sinusoidale.
Modulo n° 3/ Argomento: Sistemi trifasi
U. D. 1: Sistemi trifasi. Sistemi polifasi. Carico trifase equilibrato collegato a stella. Carico equilibrato
collegato a triangolo. Carico squilibrato collegato a stella. Carico squilibrato collegato a triangolo.
U. D. 2: Potenze di sistemi trifasi. Potenza nei sistemi trifasi. Potenza con carico equilibrato, collegato a
stella, con e senza neutro. Potenza con carico a triangolo equilibrato. Potenza nei carichi squilibrati.
U. D. 3: Prove di laboratorio. Misurazione della potenza trifase con metodo di Aron.
Modulo n° 4/ Argomento : Richiami di elettromagnetismo
U. D. 1: Generazione del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da magneti e da corrente. Campo
generato dalla presenza contemporanea di più conduttori. Solenoide.
U. D. 2: Induzione elettromagnetica. Induttanza. Flusso magnetico. Legge di Faraday. Legge di Lenz.
Esempi di induzione elettromagnetica. Autoinduttanza. Induttore.
U. D. 3: Forza di Lorentz. Motore a corrente continua rudimentale.
U. D. 4: Circuiti magnetici. Materiali ferromagnetici. Caratteristica di magnetizzazione. Diversi tipi di
materiali magnetici.
Modulo n° 5/ Argomento: Macchine elettriche
U. D. 1: Trasformatore. Energia e potenza. Perdite e rendimento nella macchina elettrica. Trasformatore
monofase ideale. Perdite e rendimento. Trasformatore trifase. Autotrasformatore. Parallelo fra
trasformatori.
Prove di laboratorio: Misura della resistenza degli avvolgimenti di un trasformatore trifase. Prova a vuoto
di un trasformatore trifase.
U. D. 2: Macchina asincrona. Costituzione della macchina asincrona. Campo rotante. Caratteristica
meccanica. Funzionamento allo spunto. Funzionamento a carico. Avviamento della macchina asincrona con
riduzione della tensione di alimentazione; avviamento stella-triangolo; avviamento con resistenze rotoriche;
avviamento nel motore con doppia gabbia e con gabbia a barre alte.
U. D. 3: Macchina sincrona. Costituzione e funzionamento della macchina sincrona.
U. D. 4: Macchina a corrente continua. Struttura. Motore a corrente continua con eccitazione in
derivazione: schema elettrico e caratteristica meccanica. Motore a corrente continua con eccitazione in serie:
schema elettrico e caratteristica meccanica. Dinamo con eccitazione indipendente: schema elettrico e
caratteristica nel piano V-I.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________
Programma svolto di Controlli e Automazione
Classe V sez. TM/A – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Fischetti Pietro
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Introduzione e strumenti matematici
U. D. 1: Cenni storici sui controlli automatici.
U. D. 2: Introduzione all’automazione navale.
U. D. 3: Definizioni. Definizioni di sistema, controllo, variabili, segnali, ingresso di controllo, ingresso di
disturbo, uscita, regolatore, sistema lineare, errore, fedeltà di risposta.
U. D. 4: Ingressi canonici. Definizioni di impulso, gradino, rampa, rampa parabolica.
U. D. 5: Algebra degli schemi a blocchi. Connessioni in cascata, in parallelo, in retroazione.
U. D. 6: Trasformate di Laplace. Trasformate e antitrasformate di Laplace degli ingressi canonici e della
funzione esponenziale. Teorema del valore iniziale. Teorema del valore finale.
Modulo n° 2/ Studio della risposta la gradino di sistemi dei I e del II ordine
U. D. 1: Sistemi del primo ordine. Poli e zeri di una funzione di trasferimento. Ordine di un sistema.
Sistema del I ordine: risposta al gradino, costante di tempo. Tempo di assestamento.
U. D. 2: Sistemi del secondo ordine. Coefficiente di smorzamento, pulsazione naturale. Caso di poli reali e
distinti. Caso di poli reali e coincidenti. Caso di poli complessi e coniugati. Tempo di assestamento,
sovraelongazione percentuale.
U. D. 3: Prove di laboratorio. Simulazioni delle risposte dei sistemi del I e II ordine tramite il software
Scicoslab.
Modulo n° 3/ Argomento: Stabilità e sistemi in retroazione.
U. D. 1: Stabilità dei sistemi e retroazione. Definizioni relativi alla stabilità. Stabilità e risposta libera di un
sistema. Proprietà generali dei sistemi retroazionati. Esempio: la macchina del timone.
U. D. 2: Criterio di stabilità. Stabilità nei sistemi lineari: relazione tra stabilità e segno della parte reale dei
poli della funzione di trasferimento.
Modulo n° 4/ Argomento: Modi di regolazione.
U. D. 1: Regolazione ON-OFF.
U. D. 2: Regolazione a tempo proporzionale.
U. D. 3: Regolatori PID. Regolatore ad azione proporzionale. Regolatore ad azione integrale. Regolatore ad
azione derivativa. Regolazione PI; PD; PID.
Modulo n° 5/ Argomento: Trasduttori e attuatori nell’automazione navale.
U. D. 1: Attuatori.
U. D. 2: Trasduttori. Generalità: trasduttori attivi e passivi, primari e secondari, caratteristiche. Trasduttori
di spostamento: potenziometro resistivo, interruttori di posizione, contatti reed. Trasduttori di velocità:
sensore centrifugo di velocità, dinamo tachimetrica, ruota fonica. Accelerometri. Termometri. Sensori di
livello.
Modulo n° 6/ Argomento: Automazione degli apparati di bordo.
U. D. 1: Autopilota, timoneria.
U. D. 2: Navigazione integrata.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________
Programma svolto di Controlli e Automazione
Classe V sez. TM/B – Istituto Tecnico dei Trasporti e Logistica “Colombo” di Camogli
Docenti: D’Alessandro Donato, Fischetti Pietro
Testo adottato: dispense a cura del docente
Modulo n° 1/ Argomento: Introduzione e strumenti matematici
U. D. 1: Cenni storici sui controlli automatici.
U. D. 2: Introduzione all’automazione navale.
U. D. 3: Definizioni. Definizioni di sistema, controllo, variabili, segnali, ingresso di controllo, ingresso di
disturbo, uscita, regolatore, sistema lineare, errore, fedeltà di risposta.
U. D. 4: Ingressi canonici. Definizioni di impulso, gradino, rampa, rampa parabolica.
U. D. 5: Algebra degli schemi a blocchi. Connessioni in cascata, in parallelo, in retroazione.
U. D. 6: Trasformate di Laplace. Trasformate e antitrasformate di Laplace degli ingressi canonici e della
funzione esponenziale. Teorema del valore iniziale. Teorema del valore finale.
Modulo n° 2/ Studio della risposta la gradino di sistemi dei I e del II ordine
U. D. 1: Sistemi del primo ordine. Poli e zeri di una funzione di trasferimento. Ordine di un sistema.
Sistema del I ordine: risposta al gradino, costante di tempo. Tempo di assestamento.
U. D. 2: Sistemi del secondo ordine. Coefficiente di smorzamento, pulsazione naturale. Caso di poli reali e
distinti. Caso di poli reali e coincidenti. Caso di poli complessi e coniugati. Tempo di assestamento,
sovraelongazione percentuale.
U. D. 3: Prove di laboratorio. Simulazioni delle risposte dei sistemi del I e II ordine tramite il software
Scicoslab.
Modulo n° 3/ Argomento: Stabilità e sistemi in retroazione.
U. D. 1: Stabilità dei sistemi e retroazione. Definizioni relativi alla stabilità. Stabilità e risposta libera di un
sistema. Proprietà generali dei sistemi retroazionati. Esempio: la macchina del timone.
U. D. 2: Criterio di stabilità. Stabilità nei sistemi lineari: relazione tra stabilità e segno della parte reale dei
poli della funzione di trasferimento.
Modulo n° 4/ Argomento: Modi di regolazione.
U. D. 1: Regolazione ON-OFF.
U. D. 2: Regolazione a tempo proporzionale.
U. D. 3: Regolatori PID. Regolatore ad azione proporzionale. Regolatore ad azione integrale. Regolatore ad
azione derivativa. Regolazione PI; PD; PID.
Modulo n° 5/ Argomento: Trasduttori e attuatori nell’automazione navale.
U. D. 1: Attuatori.
U. D. 2: Trasduttori. Generalità: trasduttori attivi e passivi, primari e secondari, caratteristiche. Trasduttori
di spostamento: potenziometro resistivo, interruttori di posizione, contatti reed. Trasduttori di velocità:
sensore centrifugo di velocità, dinamo tachimetrica, ruota fonica. Accelerometri. Termometri. Sensori di
livello.
Modulo n° 6/ Argomento: Automazione degli apparati di bordo.
U. D. 1: Autopilota, timoneria.
U. D. 2: Navigazione integrata.
Camogli, 29-5-2012
Firme docenti______________________________ ______________________________
Firme alunni ______________________________ ______________________________