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RELAZIONE ELETTROTECNICA
FINALITA'
L'insegnamento di Elettrotecnica, formativo e propedeutico, deve fornire agli allievi
essenziali strumenti di interpretazione e valutazione dei fenomeni elettrici,
elettromagnetici ed elettromeccanici e buona capacità di analisi di circuiti, apparecchi
e macchine.
A tal fine esso integra l'analisi funzionale nella rilevazione di laboratorio,
riassumendo in un unico processo formativo l'elettrotecnica e le relative misure.
Per l'indirizzo di Elettrotecnica e Automazione si evidenzia la necessità che gli allievi
acquisiscano sicura cognizione degli ordini di grandezza e capacità valutative per la
scelta di macchine ed apparecchiature in relazione ai tipi di servizio, ai settori
d'impiego e alle condizioni d'installazione.
OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO
Al termine del corso l'allievo dovrà aver acquisito la capacità di:
• analizzare e dimensionare reti elettriche lineari e non lineari;
• conoscere i principi di funzionamento e le caratteristiche delle macchine
elettriche in relazione al loro impiego;
• analizzare le caratteristiche funzionali degli elementi, dei sistemi di
generazione, conversione, trasporto e utilizzazione dell'energia elettrica;
• conoscere e saper utilizzare strumenti e metodi di misura delle grandezze
elettriche;
• collaudare sistemi elettrici ed in particolare di macchine ed impianti elettrici;
• conoscere e saper applicare le norme di protezione e di prevenzione degli
infortuni di natura elettrica;
• essere in grado di adoperare i manuali tecnici e di saper interpretare la
documentazione tecnica del settore.
OSSERVAZIONI
Il programma è stato svolto in gran parte, anche se approfondito a campioni nei
risvolti più teorici, per non rendere difficile il dialogo didattico con l’intera classe.
Sufficiente la partecipazione al dialogo educativo e mediamente accettabile
l’interesse verso la materia. Gli esiti non pienamente sufficienti sono legati ad un
ridotto impegno casalingo. Qualche lieve miglioramento si è manifestato nella
seconda parte dell’anno scolastico, coinvolgendo gli alunni nelle attività pratiche,
anche nella prospettiva di dover affrontare un progetto articolato di tesina, che
richieda conoscenze non superficiali e capacità adeguate di analisi e di sintesi.
PROGRAMMA SVOLTO
RICHIAMI CONCETTI ANNI PRECEDENTI
Grandezze magnetiche e loro legami, circuiti magnetici
Interazioni tra circuiti elettrici e campi magnetici
Circuiti in corrente alternata
Sistemi trifase
ELEMENTI GENERALI SULLE MACCHINE ELETTRICHE
Materiali conduttori, magnetici, isolanti
Perdite meccaniche
Potenze e rendimento
TRASFORMATORE MONOFASE
Principio di funzionamento
Funzionamento a vuoto
Funzionamento a carico
Circuito elettrico e reti equivalenti al primario e al secondario
Funzionamento in cortocircuito
Caratteristiche di funzionamento: potenze e rendimento, variazione di tensione
TRASFORMATORE TRIFASE
Principio di funzionamento
Funzionamento a vuoto
Funzionamento a carico
Circuito elettrico e reti equivalenti al primario e al secondario
Funzionamento in cortocircuito
Caratteristiche di funzionamento: potenze e rendimento, variazione di tensione
Parallelo dei trasformatori
Trasformatori speciali
CAMPO MAGNETICO ROTANTE
Vettori rotanti
Campo rotante trifase: velocità sincrona, disposizione degli avvolgimenti
FEM indotta: fottare di forma, fattore di distribuzione e fattore di passo
Macchine statiche a campo rotante: trasformatore a campo rotante, variatore di fase
MOTORE ASINCRONO
Principio di funzionamento
Funzionamento a vuoto e a carico: schema elettrico equivalente
Caratteristiche di funzionamento: potenze e rendimento, caratteristica meccanica
Diagramma circolare: analisi e individuazione del rendimento e del punto di lavoro
Avviamento: avviamento senza carico e con carico applicato
Regolazione velocità: reostato rotorico,commutazione dei poli e variazione frequenza
Elementi costruttivi dei motori: statore, rotore e raffreddamento
GENERATORE SINCRONO
Principio di funzionamento
Funzionamento a vuoto e a carico: fem indotta e reazione d'armatura
Studio dell'alternatore: metodo di Behn Eschenburg e metodo di Potier
Caratteristiche di funzionamento: potenze, perdite e rendimento e caduta di tensione
Macchina sincrona collegata alla rete: condizione di parallelo e verifica
Diagramma circolare: macchina sincrona funzionante da generatore o da motore
GENERATORE A CORRENTE CONTINUA
Principio di funzionamento
Caratteristiche costruttive dello statore e del rotore e funzionamento del collettore
Funzionamento a vuoto: fem indotta e potenze a vuoto
Funzionamento a carico: fem indotta e reazione d'armatura
Caratteristiche di funzionamento: potenze e rendimento, caratteristica esterna
Dinamo ad eccitazione parallelo
Dinamo ad eccitazione serie
Dinamo ad eccitazione composta a corta derivazione e a lunga derivazione
MOTORE A CORRENTE CONTINUA
Principio di funzionamento
Funzionamento a vuoto e a carico: perdite e rendimento e caratteristica meccanica
Avviamento e regolazione della velocità
Motore ad eccitazione serie, ad eccitazione parallelo e ad eccitazione composta
MOTORI SPECIALI
Motori a passo e motori brushless
Principio di funzionameno e caratteristiche costruttive
CENNI SUI CONVERTITORI
Generalità sulla conversione e breve panoramica sui componenti elettronici utilizzati
Conversione AC-AC (già affrontata con lo studio del trasformatore)
Conversione AC-DC: raddrizzatori (richiami, studio già affrontato in elettronica)
Conversione DC-AC: inverter
Inverter a transistor e a tiristori
Inverter parallelo e serie
Inverter trifase
Conversione DC-DC: convertitori non isolati e convertitori con trasformatori
Convertitori non isolati: Buck, Boost e Buck-Boost
Convertitori con trasformatori: Flyback, Forward e Puch-pull
CRITERI DI VALUTAZIONE
1-2 del tutto insufficiente: l’alunno ignora le nozioni più elementari e/o rifiuta la
verifica, consegna in bianco le prove o le esegue in maniera del tutto errata;
3 scarso: l’alunno possiede qualche conoscenza su una parte assai limitata del
programma e non è in grado di effettuare alcuna analisi;
4 insufficiente: l’alunno coglie aspetti marginali o irrilevanti di qualche argomento
per cui le sue conoscenze risultano frammentarie e superficiali;
5 mediocre: l’alunno fornisce risposte limitate, ha una dimensione conoscitiva
mnemonica e lacunosa degli argomenti; non approfondisce, effettua analisi
superficiali e disorganiche ed utilizza una terminologia imprecisa;
6 sufficiente: l’alunno ha una conoscenza generale degli argomenti, che esprime
talvolta in modo mnemonico, se guidato sa effettuare una sintesi in forma semplice
ed accettabile;
7 discreto: l’alunno conosce i contenuti in maniera adeguata, pur se parzialmente sa
rielaborare in maniera personale e contestualizzare le sue conoscenze usando un
linguaggio abbastanza corretto;
8 buono: l’alunno conosce i contenuti in maniera puntuale, sa sintetizzare gli
argomenti ed è capace di effettuare collegamenti e confronti, sa organizzare in modo
autonomo le conoscenze acquisite e le espone con sicurezza, precisione e linguaggio
appropriato;
9 ottimo: l’alunno ha una conoscenza approfondita dei contenuti e li espone in
maniera efficace, mostrando padronanza del mezzo linguistico, effettua analisi
critiche personali e sintesi corrette ed originali;
10 eccellente: il livello precedente è arricchito da approfondimenti che evidenziano
particolari capacità di giudizio e autonomi punti di vista.
Allegati alla relazione:
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compito elettrotecnica Gennaio ( trasformatore trifase)
compito elettrotecnica Marzo ( motore asincrono)
compito elettrotecnica Maggio ( macchina sincrona e macchina a collettore)
simulazione II prova