Programma di Scienze e Tecnologie Applicate svolto nella classe 2D nell' anno scolastico 2014-2015
Insegnante: Canali Marco
I MATERIALI TECNOLOGICI E LE LORO PROPRIETà
Differenza tra Scienze e Tecnologie.
Prima classificazione dei materiali (naturali, modificati, artificiali) con esempi. Classificazione dei materiali in
metalli,non metalli,leghe e miscugli e loro generali proprietà. Il problema dell'ossidazione e della corrosione. Leghe
importanti in meccanica ed elettronica. Classificazione delle proprietà generali dei materiali tecnologici. Importanza deii
materiali nella storia dell'umanità. Proprietà fisiche: punto di fusione, materiali refrattari e bassofonfenti.
Osservazione in classe di esemplari concreti dei seguenti metalli.bronzo, alluminio, rame, ottone, ferro, acciaio, acciaio
inox, rivestimento di oro e di cromo e test delle loro proprietà magnetiche.
Capacità termica massica, massa volumica, coefficiente di dilatazione lineare: definizioni e unità di misura. Proprietà
mecccaniche dei materiali: durata e caratteristiche delle forze di prova per la loro determinazione. Proprietà
meccaniche dei materiali; forze di prova continue: resistenza alla trazione, compressione, flessione, torsione, taglio;
forze impulsive: resilienza e durezza. Forme dei punzoni per prova di durezza Brinell e Vickers. Forze periodiche e
resistenza a fatica. Forze di attrito radente e volvente. Proprietà tecnologiche dei materiali. Introduzione ai materiali
conduttori, isolanti e semiconduttori. Visione diretta in laboratorio di macchine per la determinazione di durezza Brinell
e Vickers, per prove di resistenza a trazione, per prove di resilienza e di resistenza a fatica.
Visione in laboratorio di esemplari reali di resistenze di diversa potenza, di potenziometri e trimmer, di condensatori, di
diodi, di transistor e di circuiti integrati.
I CONTENUTI E LE FIGURE PROFESSIONALI DEI VARI INDIRIZZI E ARTICOLAZIONI
Elencazione degli indirizzi e delle articolazioni dell'ITIS.I contenuti (materie) e gli sbocchi occupazionali e professionali
dei vari indirizzi e articolazioni attive all'ITIS di Parma.
La corrente elettrica. Differenza tra Elettronica ed Elettrotecnica. L'Automazione. I materiali e i componenti
fondamentali dell'elettronica e dell'Elettrotecnica.
L'indirizzo Elettrotecnica ed Elettronica con le sue articolazioni. L'Automazione e il concetto di feedback.
L'indirizzo Informatica e Telecomunicazioni e le sue articolazioni . Concetto di ICT.
Caratteristiche delle articolazioni Elettrotecnica ed Elettronica e Informatica e Telecomunicazioni.
Caratteristiche principali degli indirizzi Chimica,Materiali e Biotecnologie e Trasporti e Logistica.
Gli sbocchi occupazionali dell'indirizzo Elettrotecnica ed Elettronica. Nozioni fondamentali sui PLC, i microcontrollori, la
domotica e l'illuminotecnica.
Gli sbocchi occupazionali degli indirizzi Informatica e Telecomunicazioni, Meccanica, Meccatronica ed Energia .
Gli sbocchi occupazionali dell'indirizzo Trasporti e Logistica. Concetto di software gestionale e industriale, telematica,
certificazione di qualità, la sicurezza negli ambienti di lavoro.
La logistica. Attività lavorative che può svolgere il diplomato in Logistica e sbocchi occupazionali relativi.
Dati statistici relativi al 2011 sulla percentuale di posti scoperti per richieste di assunzione di periti in cinque indirizzi
L'indirizzo chimico e le sue articolazioni (sanitaria e ambientale) con analisi delle varie discipline, del loro contenuto e
degli sbocchi professionali.
Competenze richieste dalle aziende. Competenza di saper lavorare in gruppo e di saper lavorare in autonomia.
Presentazione indirizzo meccanica-meccatronica-energia (Prof. Vellini).
Presentazione dell'indirizzo informatico (Prof. Paganuzzi).
Presentazione dell'articolazione Logistica (Prof. Barone).
Visita al laboratorio del Prof. Mambriani dell'articolazione Elettrotecnica con presentazione tenuta dallo stesso
insegnante.
ELEMENTI DI BASE DI ELETTRONICA DIGITALE
Circuito di accensione di una lampadina con interruttore normalmente aperto e normalmente chiuso. Esame di
un sistema di allarme con due interruttori oppure facendo uso di due telecamere
Tre circuiti di allarme realizzati con interruttori normalmente aperti e normalmente chiusi. e con lampada di
segnalazione di allarme normalmente spenta e normalmente accesa.
Schema pratico del più semplice circuito elettrico con i suoi quattro elementi costitutivi; schema elettrico del circuito
pratico già studiato. Circuito elettrico con interruttore normalmente chiuso e funzione logica NOT. Circuito elettrico con
due interruttori in serie e funzione logica AND. Porte NOT, AND, OR con le loro tabelle di verità e funzionamento
Le tre operazioni e funzioni logiche fondamentali (AND, OR, NOT) espresse con circuiti con interruttori e correnti e in
forma tabellare e algebrica. Il problema del progetto di un circuito che realizza un sistema di allarme (recinto, pollaio,
granaio, volpe, gallina, grano) con ricerca della tabella di verità e soluzione con circuito ad interruttori.
La logica con cui funzionano i computer Simboli delle porte AND,OR,NOT.
Analisi del funzionamento del sistema di allarme con recinto, pollaio, granaio. con impostazioni dei livelli logici
d'ingresso e d'uscita in corrispondenza alle situazioni possibili. Procedimento matematico che conduce al risultato della
funzione logica delle tre variabili e dello schema del circuito che realizza il sistema di allarme.. Il sistema di allarme del
recinto, del pollaio, granaio, realizzato in modo elettrotecnico,con interruttori, in modo elettronico, con
porte logiche, in modo informatico, con un programma nella memoria di un sistema a microprocessore.
LE MISURE ELETTRONICHE DI GRANDEZZE FISICHE CON I TRASDUTTORI
Richiami su: espressione di numeri in notazione esponenziale, ingegneristica, scientifica, cifre significative, prefissi
delle unità di misura, arrotondamento di un numero, le sette grandezze fondamentali del sistema internazionale, la
misura di lunghezze col calibro.
L'incertezza di più o meno un digit meno significativo nelle misure con strumenti a visualizzazione digitaleLa
presentazione numerica del risultato di una misura con display a sette segmenti LED ed LCD. Numero di bit
necessari per individuare dieci possibili cifre decimali. Cenni alle tecnologie dei LED e degli LCD. Il decoder BCD-7
segmenti. Codifica binaria di numeri decimali su quattro bit. Concetto di trasduttore di una grandezza fisica.
Esempio di funzionamento di una pesatrice elettronica. Importanza dei voltmetri digitali nella misura di grandezze
fisiche per mezzo di trasduttori. Schema a blocchi di un sistema elettronico di misura digitale con un trasduttore in
tensione. Il problema della conversione di una tensione in un numero digitale: il metodo della rampa di tensione. Il
problema di convertire un intervallo di tempo iin un numero ad esso proporzionale. Misura di grandezze fisiche con
trasduttori e misuratori di tensione. Conversione di una tensione in un tempo facendo uso di un generatore di rampa di
tensione. Misure di tempo con segnale di clock con periodo noto e contatore. Quattro modi in cui si può presentare il
risultato di una misura digitale. Metodo a rampa per trasformare una misura di tensione in una misura di tempo.
Definizione di frequenza di un segnale periodico e suo legame con il periodo. Introduzione alla legge di Ohm per il
problema di ridurre una misura di corrente e di resistenza ad una misura di tensione. La legge di Ohm nelle sue tre
espressioni matematiche utilizzate per convertire una corrente e una resistenza in una tensione nei
sistemi di misura con trasduttori. .
Termocoppie, termoresistenze e termistori con le loro caratteristiche, i loro intervalli di temperatura di lavoro, la loro
struttura e composizione tecnologica.
I trasduttori di lunghezza: potenziometri ed estensimetri. Prima e seconda legge di Ohm.
Misure di forza, accelerazione, pressioneTrasduttori di forza, accelerazione, pressione utilizzanti una molla e un
misuratore di lunghezza.
La velocità angolare e le sue unità di misura. La dinamo tachimetrica.
Fotodiodi, fototransistor, celle solari, fotoresistenze.
L'encoder ottico incrementale e suo uso per misurare velocità di rotazione e spostamenti angolari
Trasduttori di velocità ad effetto Doppler e loro applicazioni in campo industriale, medico, scientifico-astronomico, nella
navigazione, nello sport. Principio di funzionamento del radar e dell'autovelox.
La misura del tempo e della frequenza con il contatore digitale. La rivelazione della presenza di oggetti su un nastro
trasportatore per mezzo di una fotocellula. Misura della velocità di rotazione dell'albero di un motore per mezzo di un
encoder ottico incrementale.
LA SICUREZZA NEGLI AMBIENTI DI LAVORO
Nozioni di base sulle norme antinfortunistiche: regole riguardanti l'abbigliamento. I dispositivi di protezione individuale
più comuni. Norme di comportamento da tenere negli ambienti di lavoro. Condizioni di natura fisica e climatica per
garantire una ragionevole sopportazione della fatica e ridurre il numero di infortuni negli ambienti di lvoro:
illuminazione e rumore. Sicurezza nell'ambiente: condizioni di natura fisica e climatica( illuminazione, rumore,
microclima(temperatura, umidità,ventilazione)), presenza di sostanze nocive, condizioni di stress.
Il soccorso in azienda: due operazioni da evitare. Nozioni fondamentali di pronto soccorso e di interazione con le unità
addette al pronto soccorso. Regole da seguire nell'attività del videoterminalista. Cartelli della segnaletica di
sicurezza negli ambienti di lavoro: segnali di divieto, obbligo, avvertimento, salvataggio e soccorso e relativi agli
incendi.
NOZIONI FONDAMENTALI SUGLI IMPIANTI ELETTRICI
Gli impianti elettrici : tensione, frequenza e periodo della tensione di rete. Sistema monofase e denominazione dei
conduttori. Il sistema trifase.Periodo della tensione alternata di distribuzione dell'energia elettrica. Tre motivi per cui si
utilizzano tensioni alternate invece che continue nella trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Sistema trifase
con tensioni relative. Schema di un sistema di illuminazione con interruttore (un solo posto di comando di accensione)
e schema con due deviatori (due posti di comando di accensione). -Schema di un impianto di illuminazione con tre
posti di comando con invertitore. Schema pratico di realizzazione di un impianto di illuminazione a due posti di
comando. Il relè semplice e il relè bistabile (passo-passo).Schema del circuito di accensione contemporanea di
lampade da più posti di comando.
Il siatema di distribuzione trifase e monofase dell'energia elettrica. Collegamento in parallelo e in serie di bipoli con
considerazioni sulle tensioni e sulle correnti. Il relè: costituzione e funzionamento.Schema e funzionamento del circuito
di comando marcia-arresto di un motore
La sicurezza negli impianti elettrici .L'elettrocuzione e i suoi effetti (tetanizzazione e fibrillazione). Concetto di
contatti diretti e contatti indiretti. Il segnale elettrocardiografico con i suoi tre picchi per ciclo. Valori di tensione
alternata e continua ai limiti di pericolosità. Cenni al funzionamento dell'interruttore differenziale (salvavita).
Contatti diretti e indiretti e sistemi di protezione relativi. Doppio isolamento e collegamenti di terra. Funzioni
dell'interruttore differenziale e dell'interruttore magnetotermico.
NOZIONI DI BASE DI ENERGETICA
Energetica: lavoro ed energia, principio di conservazione dell'energia e secondo principio della termodinamica.
L'origine comune delle fonti energetiche. Fonti di energia fossili e rinnovabili. Il diodo e struttura di un pannello
fotovoltaico.
Parma, 28/5/15
L'Insegnante
Canali Marco
Gli Allievi
Filiberto Cermaglia
Kadri Xhani
