PROGRAMMA PREVENTIVO di Tecnologie Elettrico

ISTITUTO VERONESE – MARCONI
Sede di Cavarzere (VE)
PROGRAMMA PREVENTIVO di
Tecnologie Elettrico-Elettroniche ed Applicazioni
Docente: VARAGNOLO GIAMPAOLO
Insegnante Tecnico Pratico: ZENNARO LUCIANO
Classe 3A mat
a.s: 2016/2017
PROGRAMMA DIDATTICO PREVENTIVO
Modulo n°1: STRUTTURA DELLA MATERIA E FENOMENI ELETTRICI
1.1
Cariche elettriche:
OBIETTIVI
- Comprendere che esistono due tipi di carica elettrica
- Conoscere le interazioni fra cariche
- Conoscere cosa significa elettrizzare un materiale
- Conoscere la struttura dell'atomo e la distribuzione delle cariche al suo interno
- Comprendere cos'è uno ione
CONTENUTI
- Distinzione fra le cariche elettriche
- Interazioni fra cariche elettriche
- Definizione dell'atomo come elemento fondamentale della materia
- Modello atomico
- Definizione di ione
1.2
Conduttori, isolanti e semiconduttori:
OBIETTIVI
- Conoscere la distinzione fra conduttore, isolante e semiconduttore
- Conoscere l'interpretazione microscopica di questa distinzione
- Sapere fornire esempi di materiali appartenenti alle tre categorie
CONTENUTI
- Distinzione fra materiali conduttori ed isolanti
- Cenni sui materiali semiconduttori
1.3
Campo elettrico:
OBIETTIVI
- Saper definire il concetto di campo di forze
1/6
Programma preventivo di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni – classe: 3A mat – Prof………………..
- Saper rappresentare il campo elettrico mediante le linee di forza in casi semplici (distribuzione di carica sferica e piana).
- Conoscere la definizione di intensità del campo elettrico
- Comprendere il concetto di energia potenziale elettrostatica e di campo elettrico
- Saper disegnare i simboli grafici dei condensatori e usare le formule per il calcolo di condensatori in serie ed in parallelo
- Conoscere le caratteristiche costruttive e la formula della capacità di un condensatore piano
CONTENUTI
- Concetto e definizione di campo di forze
- Rappresentazione del campo elettrico tramite linee di forza
- Definizione di intensità del campo elettrico
- Definizione di energia potenziale elettrostatica; elettricità statica (cos’è come si manifesta, pericoli)
- Campo elettrico e linee di forza; configurazione del campo elettrico; intensità del campo elettrico
- Induzione elettrica sui conduttori
- Condensatori (simboli grafici, capacità, condensatore ad armature piane, energia immagazzinata da un condensatore, serie e
parallelo tra condensatori)
Modulo n°2: CIRCUITO ELETTRICO
2.1 - Elementi costitutivi di una rete elettrica:
OBIETTIVI
- Sapere che un circuito elettrico è sempre costituito da alcuni elementi fondamentali e ricorrenti
- Sapere che questi elementi sono rappresentati da simboli convenzionali
- Saper enunciare le definizioni di nodo, ramo, maglia
- Saper individuare i nodi, i rami e le maglie di un circuito
CONTENUTI
- Definizione di circuito elettrico
- Principali simboli convenzionali per il disegno degli schemi elettrici
- Definizioni di nodo, ramo, maglia e individuazione in un circuito elettrico
2.2 - Concetto di corrente e forza elettromotrice:
-
OBIETTIVI
Conoscere e saper fornire la definizione di corrente
Conoscere e saper fornire la definizione di forza elettromotrice
Comprendere il legame fra le due grandezze
Comprendere la differenza fra moto ordinato e moto casuale delle cariche elettriche
Conoscere le unità di misura delle grandezze trattate
CONTENUTI
- Definizione di corrente elettrica
- Definizione di differenza di potenziale e di forza elettromotrice
- Verso reale e verso convenzionale della corrente
2.3 - La legge di Ohm:
OBIETTIVI
- saper enunciare la legge di Ohm
- saperne definire il campo di validità
- saperla rappresentare graficamente
- saperla applicare per la soluzione di semplici problemi
- data una situazione reale, saper valutare l'applicabilità o meno della legge
CONTENUTI
- Legge di Ohm
- Convenzione dei segni degli utilizzatori e dei generatori
Modulo n°3: RETI ELETTRICHE
3.1 - Resistenze in serie e parallelo:
2/ 6
Programma preventivo di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni – classe: 3A mat – Prof………………..
OBIETTIVI
- Sapere che più resistenze possono combinarsi in serie e in parallelo
- Sapere che le combinazioni di resistenza danno luogo a valori totali equivalenti
- Saper enunciare le definizioni di resistenze serie e parallelo
- Saper calcolare la resistenza equivalente
- Saper riconoscere le combinazioni serie e parallelo.
CONTENUTI
- Resistenze in serie e parallelo
- Collegamenti misti
- Calcolo della resistenza equivalente
3.2 - La legge di Ohm per un circuito chiuso:
OBIETTIVI
- Sapere che in un circuito chiuso (maglia) la somma delle tensioni applicate, ciascuna col suo segno, è uguale alla somma delle
cadute di tensione
- Ovvero che la somma algebrica delle tensioni applicate e delle cadute di tensione dà zero
- Saper enunciare e scrivere la legge di Ohm per un circuito chiuso
- Saper calcolare la corrente circolante conoscendo i valori delle tensioni applicate e le resistenze del circuito
CONTENUTI
- Legge di Ohm per una maglia
- Calcolo della d.d.p. tra due punti qualsiasi di un circuito
3.3 - I principi di Kirchhoff:
OBIETTIVI
- Comprendere il concetto di circuito a più maglie
- Comprendere che la somma delle correnti entranti in un nodo è uguale alla somma delle correnti uscenti dallo stesso (primo
principio)
- Comprendere che in una maglia la somma algebrica delle fem applicate è pari alla somma algebrica delle cdt lungo la stessa
(secondo principio)
- Saper enunciare i principi di Kirchhoff
- Data una rete elettrica a più maglie, saper impostare le equazioni ai nodi e alle maglie usando i principi di Kirchhoff
- Saper calcolare la ddp su un elemento di una maglia conoscendo le ddp presenti su tutti gli altri elementi della stessa
- Data una rete elettrica a più maglie, saper identificare le maglie indipendenti che la costituiscono e le correnti che percorrono i
vari rami.
CONTENUTI
- Circuiti a più maglie
- Principi di Kirchhoff: enunciati ed uso per la risoluzione di reti elettriche
Modulo n°4: POTENZA ELETTRICA ED ENERGIA
4.1 - Concetto di potenza ed energia elettrica e loro misura
OBIETTIVI
- Comprendere e saper fornire la definizione di lavoro come effetto di una applicazione di forze ad un sistema
- Comprendere il concetto e saper fornire la definizione di energia come capacità di un sistema di compiere lavoro
- Sapere che l'energia non si crea e non si distrugge, ma si trasforma e che la grandezza fisica attraverso cui avviene questa
trasformazione è il lavoro
- Saper definire l'unità di misura del lavoro e dell'energia
- Comprendere e saper fornire la definizione di potenza come rapidità di trasformazione dell'energia
- Conoscere le unità di misura delle grandezze trattate
- Saper applicare i concetti di lavoro, energia e potenza al caso dei circuiti elettrici
CONTENUTI
- Lavoro, energia, potenza e relative unità di misura
4.2 - Effetto termico della corrente e legge di Joule
OBIETTIVI
3/ 6
Programma preventivo di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni – classe: 3A mat – Prof………………..
- Comprendere che il passaggio di corrente nei conduttori produce un riscaldamento
- Sapere che il calore prodotto cresce al crescere della corrente
- Comprendere la necessità di proteggere i circuiti e dimensionare opportunamente i componenti
- Saper calcolare la dissipazione di potenza dovuta al passaggio di corrente tramite la legge di Joule
- Comprendere il concetto del sovraccarico e le problematiche connesse
CONTENUTI
- Effetto termico della corrente
- Legge di Joule
- Definizione di sovraccarico e pericoli del sovraccarico
4.3 - Bilancio energetico e rendimento
OBIETTIVI
- Comprendere cosa si intende per bilancio energetico
- Comprendere cosa si intende per rendimento
- Saper calcolare un bilancio energetico
- Saper definire e calcolare il rendimento di un dispositivo o di un circuito
CONTENUTI
- Bilancio energetico
- Rendimento
MODULO 5 : Teoria delle reti elettriche in corrente alternata monofase
-
OBIETTIVI
conoscenza delle caratteristiche dei segnali alternati sinusoidali
definizioni dei componenti circuitali in corrente alterna
analisi e risoluzione di reti elettriche in corrente alternata monofase
potenza in corrente alternata monofase
CONTENUTI
5.1 - Segnali sinusoidali:
- rappresentazione grafica sul piano di Gauss ed in funzione del tempo;
- definizione di grandezza periodica, grandezza alternata ed alternata sinusoidale
- definizione, formule di calcolo ed unità di misura di frequenza, periodo, pulsazione, valor istantaneo, valor medio, valor massimo,
valor efficace
5.2 - Legge di Ohm in corrente alternata
-
circuiti ohmico-induttivi e ohmico-capacitivi - reattanza
impedenze in serie
impedenze in parallelo - ammettenza - suscettanza
circuiti con resistenze, induttanze e capacità
5.3 - Risoluzione di semplici circuiti in serie o in parallelo in c.a.
- esercizi relativi a circuiti complessi con impedenze in serie ed impedenze in parallelo
5.4 - La potenza in c.a. (potenza attiva, reattiva, apparente, triangolo delle potenze)
-
concetto di potenza attiva
concetto di potenza reattiva
concetto di potenza apparente
triangolo delle potenze
MODULO 6 : Trasformatori elettrici
-
OBIETTIVI
conoscere il funzionamento del trasformatore;
conoscere il funzionamento dell’autotrasformatore;
saper scegliere un trasformatore in base ai dati di targa e ai dati di progetto.
4/ 6
Programma preventivo di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni – classe: 3A mat – Prof………………..
CONTENUTI
6.1 - Parti costruttive e principio di funzionamento del trasformatore
- principio di funzionamento del trasformatore e sue caratteristiche funzionali;
6.2 - Trasformatori di misura
- trasformatori voltmetrici;
- trasformatori amperometrici;
Modulo n°7: ATTIVITA’ DI LABORATORIO
7.1 – Argomenti teorici propedeutici all’attività di laboratorio
OBIETTIVI
Conoscenza e comprensione
- Conoscere le unità di misura delle principali grandezze elettriche
- Saper definire ed usare multipli e sotto multipli delle unità di misura in base al Sistema Internazionale
- Conoscere e saper disegnare i simboli grafici degli strumenti e dei componenti elettrici più usati nei circuiti in corrente
continua ed in corrente alternata monofase
- Conoscere le specifiche fondamentali degli strumenti di misura
- Conoscere il significato dei simboli raffigurati nei quadranti degli strumenti
- Saper calcolare la costante strumentale di strumenti analogici
- Comprendere il concetto di errore di inserzione
- Conoscere e saper calcolare gli errori assoluto, relativo e percentuale
- Saper identificare ed usare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. ed in corrente alternata monofase
- Saper scegliere lo strumento in base alla grandezza da misurare ed alla precisione richiesta
-
CONTENUTI
Unità di misura delle grandezze elettriche, multipli e sottomultipli
Specifiche fondamentali degli strumenti di misura
Strumenti di misura: scale, portata, costanti strumentali, letture di fondo scala, classe
Amperometro
Voltmetro
Wattmetro
Tester
Errore di inserzione, di parallasse ed errori strumentali
Resistori, reostati e potenziometri
Oscilloscopio: cenni
7.2 – Esercitazioni di laboratorio
OBIETTIVI
Conoscenza e comprensione
- Saper eseguire letture su strumenti analogici
- Saper utilizzare apparecchiature e strumenti per misure in c.c.
- Saper eseguire il montaggio di circuiti in c.c.
- Saper eseguire misure strumentali su circuiti in c.c.
- Saper verificare alcuni fenomeni dell’elettromagnetismo
- Saper eseguire in modo autonomo misure su circuiti elettrici sia in corrente continua che in corrente alternata monofase
- Saper relazionare il lavoro svolto in laboratorio.
-
CONTENUTI
Lettura su strumenti analogici
Verifica della legge di ohm (proporzionalità diretta tra tensione e corrente in una resistenza)
Verifica del primo principio di Kirchoff
Verifica del secondo principio di Kirchoff
Verifica del principio di sovrapposizione degli effetti
Misura di potenza in corrente continua, con metodo voltamperometrico e con il wattmetro
Visualizzazione e misura di un segnale alternato sinusoidale con l’oscilloscopio.
Determinazione del valore dell’impedenza di un circuito serie R - L in corrente alternata monofase, con il metodo
voltamperometrico
5/ 6
Programma preventivo di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni – classe: 3A mat – Prof………………..
-
Determinazione del valore dell’impedenza di un circuito parallelo R - L - C in corrente alternata monofase, con il metodo
voltamperometrico
Cavarzere 14/11/2016
Gli insegnanti:
Prof. VARAGNOLO GIAMPAOLO
Prof. ZENNARO LUCIANO
6/ 6