Enrico Ambrosini Elettrotecnica ed Elettronica

Enrico Ambrosini
Elettrotecnica ed Elettronica
Guida per l’Insegnante
© 2012 RCS Libri S.p.A. - Milano
Prima edizione: gennaio 2012
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Indice
P A R T E 1 Guida al corso
1 Chiave di lettura del corso ……………………………...…………………………………….
4
2 La struttura del corso ………………………………………………………….………………
5
3 La struttura del singolo volume ………………………………………………………………
7
4 Elementi didattici nel testo ……………………………………………………………………
7
5 Parte digitale ………………………………………………...…………………………………
9
6 Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali ………….…….………
9
7 Simboli più frequentemente utilizzati in questo corso ………………………..…………… 11
8 Le lezioni multimediali ……………………………………………………………...………… 11
9 Le schede di laboratorio ……………………………………………………………………… 12
P A R T E 2 Supporto ai docenti
1 Guida all’itinerario didattico del terzo anno ……………..……………….…………………
2 Guida all’itinerario didattico del quarto anno ……………..…………...……………………
3 Un esempio di modalità di verifica …………………………..………………………………
3.1 Classe terza ITI verifica sezione 1A …………………………………...………………
3.2 Classe terza ITI verifica sezione 1B ………………………………………...…………
3.3 Classe terza ITI verifica sezione 1C …………………………………………...………
3.4 Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento
(articolazioni Elettronica e Automazione) ………………………………..……………
3.5 Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento
(articolazione Elettrotecnica) ………………………………………………..….………
13
15
17
18
19
22
26
28
PARTE1
Guida al corso
1 Chiave di lettura del corso
In questo paragrafo si riporta una sintesi grafica della struttura del corso e di tutte le sue caratteristiche.
Per un dettaglio maggiore degli aspetti più significativi si rinvia ai paragrafi successivi.
Struttura del corso
Sezioni 1A, 1B , 1C, ...
Unità di apprendimento
Sezioni 2A, 2B, 2C, ...
(1, 2, 3 …)
Iniziano con:
- obiettivi di competenza intermedi
- obiettivi di competenza finali
- sintesi dei contenuti su carta e digitali
eventualmente
divise in sezioni
Sezioni 3A, 3B, 3C, ...
………...
Nei libri
Teoria
Titoletti
di richiamo degli
argomenti trattati
Post it
con brevi riassunti
concettuali
divisa in paragrafi
con nuvole delle parole
chiave per ogni unità di lavoro
nelle
colonne
a sinistra
del testo
Note storiche
Riquadro con :
- prerequisiti
- contenuti trattati
- riferimenti teorici
Post it
al termine di tutta la teoria
nelle
colonne
a sinistra
del testo
Lezioni
multimediali
relative alle diverse sezioni
teoriche e, normalmente,
sviluppabili anche
antecedentemente alle stesse
Rimandi
indicazione dei file
appositamente
creati
e finestre Facciamo il punto
con mappe concettuali di
sintesi
Al termine delle singole
sezioni la Verifica con Test,
Problemi svolti e Problemi
da svolgere
Rimandi ad altre
parti dell’opera
Titoletti
con finestre Non solo teoria
per un immediato contatto con
la realtà applicativa
a inizio
singole
lezioni
sviluppabili autonomamente
dalla teoria
tre
categorie
integrative alla teoria
integrative alla teoria
ma sviluppabili
autonomamente da essa
utili per capire la teoria
in modo intuitivo
con simulazioni
appositamente create
al termine delle lezioni
multimediali
Schede di
laboratorio
a inizio
singole
schede
indicazione dei file
di supporto previsti
catalogate per sezioni e unità
di apprendimento
4
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Maini, Perlasca,; © 2012 RCS Libri S.p.A., Milano – Tramontana.
Materiale per
Approfondimenti
di tipo matematico:
soprattutto derivazioni di
formule non giustificate
nella teoria
(da scaricare via Internet)
Problemi integrativi
relativi anche agli
approfondimenti e alle
schede integrative
Schede integrative
integrazioni al testo
base di teoria
Starter kit di Ultiboard 11
strutturate come
quelle dei libri
guide essenziali in italiano
a questi software
Lezioni multimediali
(in apposita cartella)
caratterizzati dalla
sigla LS
Schede di laboratorio
integrativo
catalogate per sezioni
e unità di
apprendimento
Starter kit di Multisim 11
Unità di
apprendimento e/o
sezioni integrative
a partire da:
-100 per il 1° volume
- 200 per il 2° volume
- 300 per il 3° volume
numerati
Laboratori
caratterizati
dalla sigla LB
Soluzioni di Test,
Problemi e Quesiti di
laboratorio relative sia
alla parte cartacea che
a quella digitale
quattro
casi
Non solo teoria
caratterizati
dalla sigla NT
numerazione
unica
a partire da:
-100 per il 1° volume
- 200 per il 2° volume
- 300 per il 3° volume
Materiali vari
Caratterizzati
dalla sigla MV
Multisim
in singole cartelle che
richiamano la Non solo
teoria di riferimento e che
contengono i diversi file
previsti
File delle simulazioni
Ultiboard
raccolti
LabVIEW
Manuale
dei data sheet
Altre
categorie
raccolti
ovvero
in singole cartelle che
richiamano l’argomento di
riferimento e che contengono i
diversi file previsti
Guida in pdf con raccolta
guidata ai data sheet dei
componenti digitali
Data sheet
ovvero
Raccolta dei data sheet
dei componenti considerati
nel testo
numerati
a partire da 100
Abbreviazioni usate nel testo
f.e.m. = forza elettromotrice
d.d.p. = differenza di potenziale
c.d.t. = caduta di tensione
f.c.e.m. = forza contro elettromotrice
f.m.m. = forza magneto motrice
f.d.p. = fattore di potenza
G.d.F. = generatore di funzioni
f.d.t. = funzione di trasferimento
2 La struttura del corso
Questo corso di Elettrotecnica ed Elettronica copre il secondo biennio e il quinto anno dell’indirizzo
di Elettronica ed Elettrotecnica degli Istituti Tecnici Industriali riformati ed è così articolato:
• volume 1° comune a tutte le articolazioni;
• volume 2° che copre l’articolazione Automazione mentre per le altre è previsto un ulteriore
fascicolo di completamento che va ad aggiungersi al vol. 2°:
o fascicolo per articolazione Elettronica;
o fascicolo per articolazione Elettrotecnica;
• volume 3° differenziato per le singole articolazioni:
o volume per articolazione Elettronica;
o volume per articolazione Automazione;
o volume per articolazione Elettrotecnica.
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Il corso è diviso in unità di apprendimento, normalmente suddivise in più sezioni e ogni unità di
apprendimento presenta una pagina iniziale con l’obiettivo di competenza finale da raggiungere e gli
obiettivi di competenza intermedi delle singole sezioni:
In questa pagina, inoltre, è presente una sintesi di tutti i contenuti (cartacei e digitali) dell’unità, infatti
il singolo libro del corso presenta, a integrazione della parte cartacea o dell’equivalente nel caso di
ebook, una sezione digitale (scaricabile via Internet tramite apposito codice allegato al libro)
individuata con il simbolo
:
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3 La struttura del singolo volume (parte cartacea o equivalente per gli ebook)
• Testo base con lo sviluppo essenziale degli argomenti.
• Test di verifica, problemi svolti e da svolgere, questi ultimi con soluzioni in
.
• Schede di laboratorio raccolte a fine volume e classificate secondo le unità e sezioni di
riferimento. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce.
• Lezioni multimediali, ovvero dei testi per l’uso passo-passo di simulazioni appositamente
create e fornite nella sezione aula digitale, che vogliono essere un approccio intuitivo ai concetti
più impegnativi, e che senza rinunciare all’approccio teorico, comunque sempre presente,
permettono la realizzazione di lezioni meno tradizionali tramite l’uso in abbinamento a un PC di
LIM o proiettori. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce.
4 Elementi didattici inseriti nel testo (parte cartacea o equivalente per gli
ebook)
• Facciamo il punto, ovvero mappe che riassumono i concetti più significativi, al termine di singoli
raggruppamenti di contenuto omogeneo:
Potranno essere usate oltre che per un ripasso individuale anche per un ripasso collettivo in
classe stimolando gli studenti all’eventuale espansione delle singole voci.
•
Post-it con piccoli riassunti
concettuali nel colonnino alla
sinistra del testo:
•
Note storiche riferite a personaggi
e avvenimenti significativi per la materia
nel colonnino alla sinistra del testo:
•
Non solo teoria, ovvero schede che affrontano in forma pratica aspetti e applicazioni della
materia per fornire subito una chiave di lettura sull’utilità della teoria oggetto di studio:
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Il circuito proposto
I file di supporto disponibili:
- file Multisim per la simulazione;
- i file Ultiboard per il progetto del
PCB;
- il manuale dei data sheet per le
caratteristiche dei componenti usati.
Queste schede, se inerenti argomenti elettronici, talvolta si spingono fino a proporre la
realizzazione pratica di un circuito. Si noti, in corrispondenza del simbolo
, il rimando
a specifici file di supporto (nell’esempio considerato un file per la simulazione con Multisim,
una cartella con il progetto del PCB realizzato con Ultiboard e un rimando al Manuale dei
data sheet per le caratteristiche dei componenti usati).
•
•
•
•
•
Evidenziazione in riquadri delle formule concettualmente conclusive di un discorso: si tratta
delle formule che hanno rilevanza autonoma e non solo significato come passaggio
matematico intermedio.
Indicazione grafica del grado di difficoltà dei problemi e dei paragrafi di riferimento.
Rimandi ai laboratori e alle lezioni multimediali.
Rimandi ai contenuti della sezione
: approfondimenti, schede integrative, problemi
integrativi, laboratori integrativi, ulteriori lezioni multimediali, ulteriori unità e/o sezioni di
teoria, specifici file di simulazione.
Apertura delle singole sezioni con un’immagine di parole chiave che sintetizza i contenuti e
utilizzabile per un ripasso finale:
Al termine delle verifiche della prima sezione della prima unità di apprendimento è riportato
un esempio d’uso di queste parole chiave utili per ricostruire quanto studiato nella sezione
considerata.
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•
Ampio uso di software di simulazione (senza necessità di particolari prerequisiti) con
particolare riferimento a Multisim, Ultiboard e LabVIEW della NI nei laboratori, nelle
lezioni multimediali, ecc.
5 Parte digitale
•
DVD allegato al volume 1° con Software National Instruments (Multisim, Ultiboard e
LabVIEW) con licenza gratuita per uso limitato a fini didattici in ambito domestico. Si tratta
di software di elevata qualità offerto gratuitamente a chi acquista il volume 1° del corso. Il che
permetterà allo studente e al docente di operare anche a casa propria sfruttando le molte
simulazioni proposte nel corso.
•
Nella sezione
scaricabile via Internet
o File di simulazione previsti per le lezioni multimediali, l’attività di laboratorio, ecc.
o Approfondimenti teorici, ovvero dimostrazioni matematiche di relazioni non
giustificate nel testo di teoria (l’elenco nell’indice dei singoli volumi).
o Schede integrative per ampliare la teoria del testo base e richiamate con appositi
rimandi nel testo (l’elenco nell’indice dei singoli volumi).
o Unità di apprendimento, sezioni e schede di laboratorio aggiuntive a quelle del
testo base (l’elenco nell’indice dei singoli volumi).
o Problemi integrativi svolti e non svolti per approfondire contenuti non essenziali (la
loro presenza è richiamata nelle parti del testo dedicate alle verifiche).
o Manuale dei data sheet per i componenti dell’elettronica digitale di base (con il vol.
1) e data sheet dei costruttori per gli altri componenti considerati nel testo.
o Guide (in italiano) all’uso dei programmi National Instruments.
6 Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida
ministeriali
Di seguito si riportano le corrispondenze tra le conoscenze indicate nelle linee guida ministeriali e le
unità di apprendimento, e relative sezioni, dei volumi 1 e 2 di questo corso (analoga corrispondenza
verrà predisposta nell’aggiornamento di questa guida quando usciranno i volumi del 5° anno).
Non abbiamo considerato gli obiettivi di abilità ministeriali perché, risultando di ampio respiro e
spesso trasversali alle diverse unità di apprendimento, sono sempre perseguibili grazie alla presenza di
tutti i contenuti richiesti. Sarà comunque compito del docente tenerli presenti durante la sua attività
didattica.
Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 1° (3° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi
Principi generali e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e U.A. 8
La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C
Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A
Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C
Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 1B, 2B e 4A
La strumentazione di base: SZ. 1C
Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A
Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
Caratteristiche dei circuiti integrati: SZ. 4A
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione
Metodo simbolico per l’analisi dei circuiti: SZ. 8A
di laboratorio: SZ. 1C
Componenti circuitali e loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B
I manuali di istruzione: dove necessario
Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B
Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C
Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
Algebra di Boole: SZ. 3C
Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C
Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C
Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico SZ. 2A e
Famiglie dei componenti logici: SZ. 4A
7A
Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3C, U.A. 4 e 5
Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi
Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5
elettromagnetici SZ. 1C, 1D e 7B
Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6
Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
Dispositivi programmabili: U.A. 6
necessario
9
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Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 1° (3° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi
Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8
Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6
Leggi fondamentali dell’elettromagnetismo: U.A. 7
Fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C
Circuiti magnetici: SZ. 7B
Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C
Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C
La strumentazione di base: SZ. 1C
Conservazione dell’energia con riferimento al bilancio delle potenze: SZ. 1B, Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
1D e 8B
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione
Rifasamento: SZ. 8B
di laboratorio: SZ. 1C
Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali. Diagrammi vettoriali: SZ. I manuali di istruzione: dove necessario
8A
Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ 1C
Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
Metodo simbolico: SZ. 8A
Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 1C
Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B, 8A
Campo elettrico e campo magnetico: SZ. 2A e 7A
Bilancio energetico, componenti attivi e passivi: SZ. 1B,1D e 8B
Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi
Algebra di Boole: SZ. 3C
elettromagnetici: U.A. 1, 7 e 8
Il sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B
Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 8B
Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C
Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario
Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3A, 3C, U.A. 4 e 5
Manualistica d’uso e di riferimento: dove necessario
Registri, contatori, codificatori e decodificatori: SZ 4B, 5B e 5C
Software dedicati: dove necessario
Diagrammi vettoriali: SZ. 8A
Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
Circuiti magnetici: SZ. 7B
necessario
Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C
Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Automazione - vol. 1° (3° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi
Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8
Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C
Tipologie di segnali: SZ. 1C
La strumentazione di base: SZ. 1C
Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A
Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di
Il metodo simbolico: SZ. 8A
laboratorio: SZ. 1C
Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B
Manuali di istruzione: dove necessario
Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B
Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C
Algebra di Boole: SZ. 3C
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C
Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C
Le famiglie dei componenti logici: SZ. 4A
Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico: SZ. 2A e
Reti logiche combinatorie e sequenziali: U.A. 3, 4 e 5
7A
Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5
Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi
Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6
elettromagnetici: SZ. 1B, 1D, 8B e 7B
Dispositivi programmabili: U.A. 6
Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e necessario
7C
Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 2° + fascicolo di completamento (4° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi
Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 11A, 13A e 13B
Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi SZ. 13C, 15B e
Caratteristiche dei circuiti integrati SZ. 13C
U.A. 16
Componenti circuitali e loro modelli equivalenti SZ. 12A, 13A e 13B, U.A. Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche SZ. 12B
21(EN)
e 13C
Teoria dei quadripoli SZ. 12A
Le condizioni di stabilità SZ. 15A e 15B
Analisi armonica dei segnali SZ. 15A
Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario
Filtri passivi SZ. 15A
Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione
Risposte armoniche dei circuiti U.A. 15
di laboratorio: nei laboratori
Risonanza serie e parallelo SZ 15A
I manuali di istruzione: dove necessario
Bande di frequenza U.A. 15 e SZ. 21(EN)B e 21(EN)C
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
Teoria dei sistemi lineari e stazionari U.A. 12, 13 e 15
Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 19(EN)A
Algebra degli schemi a blocchi SZ. 12B
Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei
Studio delle funzioni di trasferimento U.A. 15
componenti circuitali SZ. 11A, U.A. 16 e 21(EN)
Rappresentazioni: polari e logaritmiche S.Z. 12A, 15A e 15B
Elementi fondamentali delle macchine elettriche U.A. 17 e 19(EN)
Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
necessario
funzionali tipici U.A. 12, 13 ,15 e 21(EN)
Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale SZ. 16C
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Guida per l’insegnante - File di supporto al corso Elettrotecnica ed Elettronica di Ambrosini, Spadaro
Maini, Perlasca,; © 2012 RCS Libri S.p.A., Milano – Tramontana.
Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 2° + fascicolo di completamento (4° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi
Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 11A e U.A. 13
Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario
Sistemi polifase – sistemi simmetrici: U.A. 19(ET)
Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
Reti elettriche trifase con diverse tipologie di carico: U.A. 19(ET)
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione
Rifasamento: SZ. 19(ET)B
di laboratorio: nei laboratori
Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A
I manuali di istruzione: dove necessario
Filtri: SZ. 15A e 15B
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15
Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 20(ET)A
Risposte armoniche, risonanza serie e parallelo: SZ. 15A
Funzionamento delle macchine elettriche: U.A. 17 e 20(ET)
Teoria dei sistemi lineari e stazionari: U.A. 12, 13 e 15
Trasformatore: principio di funzionamento e utilizzo: U.A. 20(ET)
Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B
Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18
Studio delle funzioni di trasferimento: U.A. 15
La componentistica degli impianti civili ed industriali ed i dispositivi di
Rappresentazioni: polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15
sicurezza: U.A. 21(ET)
Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Progettazione e dimensionamento di impianti elettrici in BT a correnti forti e
funzionali tipici: U.A. 12 e 13
a correnti deboli: U.A. 21(ET)
Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 19(ET)B
Le condizioni di stabilità: SZ. 15A
Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario
Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale: SZ. 13C Manualistica d’uso e di riferimento: dove necessario
Comparatori, sommatori, derivatori, integratori: SZ. 15B e U.A. 16
Software dedicati: dove necessario
Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
necessario
Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)
2° Biennio - Articolazione Automazione - vol. 2° (4° anno)
N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso
N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi
Teoria dei quadripoli: SZ. 12A
Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B
Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A
Condizioni di stabilità: SZ. 15A
Filtri passivi: SZ. 15A
Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario
Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario
Le risposte armoniche e fenomeni di risonanza: 15A
Teoria dei sistemi lineari e stazionari: SZ. 12, 13 e 15
Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di
Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B
laboratorio: nei laboratori
Studio delle funzioni di trasferimento: SZ. 15A e 15B
Manuali di istruzione: dove necessario
Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario
Rappresentazioni polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15
Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei componenti
funzionali tipici: U.A. 12, 13 e 15
circuitali: SZ. 11A e U.A. 13
Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale: Elementi fondamentali delle macchine elettriche: U.A. 17
Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18
SZ. 13C
Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi: SZ. 15C e Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove
necessario
U.A. 16
7 Simboli più frequentemente usati in questo corso
f.e.m. = forza elettromotrice
d.d.p. = differenza di potenziale
c.d.t. = caduta di tensione
G.d.F. = generatore di funzioni
f.d.t. = funzione di trasferimento
f.d.p. = fattore di potenza
8 Le lezioni multimediali
Queste lezioni nascono dall’esigenza di un primo approccio alla disciplina in una forma intuitiva e, per
quanto possibile, semplice al fine di invogliare gli studente a uno studio che, se sviluppato con
modalità tradizionali, tendono sempre più a rifiutare.
Queste lezioni sono sviluppate sfruttando specifiche simulazioni create con Multisim o con LabVIEW
che, eseguite seguendo passo-passo le indicazioni del testo delle lezioni, permettono di acquisire in
forma semplice i concetti più significativi della teoria.
Nei termini appena esposti le lezioni multimediali si configurano come una modalità di approccio ai
vari contenuti della disciplina propedeutica allo studio teorico tradizionale. Quest’ultimo potrà essere
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poi sviluppato sia per approfondire ed integrare i contenuti delle lezioni multimediali sia per una
formalizzazione dei contenuti stessi. Naturalmente nulla vieta il processo contrario.
In effetti la tipologia di lezione multimediale appena descritta è sicuramente la più diffusa ma non
l’unica presente nel corso. Le tipologie possibili sono tre:
1) lezioni che sviluppano in termini intuitivi i concetti più importanti della teoria e che possono
svilupparsi senza avere precedentemente affrontato gli stessi argomenti per via teorica: si
tratta della tipologia già descritta;
2) lezioni analoghe alle precedenti ma che introducono alcuni argomenti assenti nella teoria e
quindi risultano integrative delle stesse;
3) lezioni multimediali che sviluppano attività prevalentemente operative (ad esempio uso di specifici
software per la programmazione) che richiedono contenuti teorici precedentemente affrontati.
Per individuare le caratteristiche della singola lezione multimediale basterà analizzare le indicazioni
sul colonnino a sinistra all’inizio delle stesse mentre sulla destra si troveranno le indicazioni per i file
necessari:
Se tra i prerequisiti non compaiono contenuti
sviluppati nella teoria della stessa sezione (come
nell’esempio) la lezione può essere affrontata
anche prima della teoria (è il caso più frequente).
Qui si individua il
file che serve per la
simulazione.
Dai contenuti è possibile individuare eventuali
argomenti (pochi) non trattati nella teoria.
Qui è possibile individuare i paragrafi di teoria
(non vincolanti) che trattano gli argomenti della
lezione.
9 Le schede di laboratorio
L’attività di laboratorio può configurarsi sia con modalità tradizionale, tramite l’uso di componenti e
strumenti reali, sia ricorrendo a software di simulazione. Nel caso che le simulazioni siano proposte
con Multisim è sempre possibile procedere all’attività di laboratorio tradizionale, in quanto la
simulazione riporta lo schema elettrico e gli strumenti da usare e proposti in forma simulata.
L’apertura delle singole schede fornisce le informazioni necessarie:
Qui le indicazioni per i file di supporto: il file
per la simulazione (ma il laboratorio si può
fare comunque) e il manuale dei data sheet
per la piedinatura degli integrati.
Qui gli obiettivi
della scheda.
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PARTE2
Supporto ai docenti
1 Guida all’itinerario didattico del terzo anno
Si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima dei paragrafi del corso
da affrontare, naturalmente non vincolante, ma comunque indicativa.
Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per le articolazioni Elettronica e Automazione
NB:
1)
2)
I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi
agli argomenti considerati.
La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili
omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso
didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in
.
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 1
I circuiti elettrici e le relative misure
sezione 1A
sezione 1B
sezione 1C
sezione 1D
tutti
tutti (escluso eventualmente il 10)
tutti escluso il 18 (solo cenni) ed
eventualmente il 13
1-2-5-6-7
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 2
L’elettrostatica e il condensatore
sezione 2A
sezione 2B
sezione 2C
tutti
tutti
tutti
Unità di apprendimento 3
Le basi dell’elettronica digitale
sezione 3A
sezione 3B
sezione 3C
tutti
tutti
tutti
sezione 4A
tutti
sezione 4B
tutti (l’8 limitatamente ai decoder disponibili)
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 4
Le famiglie logiche
e gli integrati digitali
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 5
I circuiti sequenziali
sezione 5A
sezione 5B
sezione 5C
tutti
tutti
tutti
Unità di apprendimento 6
I circuiti programmabili
sezione 6A
sezione 6B
sezione 6C
sezione 6D
Paragrafi per ipotesi minima
tutti
1-2-3
tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi)
tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi)
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 7
L’elettromagnetismo
Unità di apprendimento 8
Il regime sinusoidale
sezione 7A
sezione 7B
sezione 7C
sezione 8A
sezione 8B
tutti
tutti (il 3 solo nelle linee essenziali)
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
tutti
tutti (3 e 4 solo nelle linee generali);
completabile in classe quarta
sezioni
1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B
ore previste 7 20 10 15 6 7 6 3 7 21 6 10 7 7 5 10 4 10 10 10 10 10 10 8
totale ore
219 NB:
- si sono conteggiate 12 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di
sicurezza;
- è da valutare il rinvio al 4° anno di parte dell’unità di apprendimento 8;
- previo accordo con Sistemi le sezioni 6C e 6D sono parzialmente o totalmente omettibili.
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Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica
NB:
1)
2)
I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi
agli argomenti considerati.
La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili
omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso
didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in
.
Unità di apprendimento 1
I circuiti elettrici e le relative misure
sezione 1D
Paragrafi per ipotesi minima
tutti
tutti (escluso eventualmente il 10)
tutti escluso il 18 (solo cenni) ed
eventualmente il 13
1-2-5-6
sezione 2A
sezione 2B
sezione 2C
tutti
tutti
tutti
sezione 1A
sezione 1B
sezione 1C
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 2
L’elettrostatica e il condensatore
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 3
Le basi dell’elettronica digitale
Unità di apprendimento 4
Le famiglie logiche
e gli integrati digitali
sezione 3A
sezione 3B
sezione 3C
tutti
tutti
tutti
sezione 4A
Paragrafi per ipotesi minima
tutti (del 3 solo cenni)
tutti (il 3 solo cenni e l’8 limitatamente ai
decoder disponibili)
sezione 4B
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 5
I circuiti sequenziali
sezione 5A
sezione 5B
sezione 5C
tutti
1-2
1
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 6
I circuiti programmabili
sezione 6A
sezione 6B
sezione 6C
sezione 6D
1-2
1-2-3
tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi)
-
Unità di apprendimento 7
L’elettromagnetismo
sezione 7A
sezione 7B
sezione 7C
tutti
tutti
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 8
Il regime sinusoidale
sezione 8A
sezione 8B
tutti
tutti (completabile in classe quarta)
sezioni
1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B
ore previste 7 20 14 15 6 10 6 3 7 21 5 9 7 7 3 8 4 10 - 12 12 12 10 10
totale ore
219 NB:
- si sono conteggiate 13 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di
sicurezza;
- è da valutare il rinvio al 4° anno di parte dell’unità di apprendimento 8;
- previo accordo con Sistemi la sezioni 6C è parzialmente o totalmente omettibile.
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2 Guida all’itinerario didattico del quarto anno
Come per il terzo anno, si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima.
Volume 2 + fascicolo di integrazione (quarto anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione
Elettronica
NB: vedi le note del terzo anno.
Unità di apprendimento 11
I diodi e le loro applicazioni
sezione 11A
sezione 11B
Paragrafi per ipotesi minima
tutti (esclusi i riferimenti al trifase)
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 12
I quadripoli e gli amplificatori
sezione 12A
sezione 12B
tutti
tutti
Unità di apprendimento 13
Amplificatori in centro banda
sezione 13A
sezione 13B
sezione 13C
tutti
tutti
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 14
Alimentatori stabilizzati
Unità di apprendimento 15
Il dominio della frequenza
sezione 14A
tutti
sezione 15A
sezione 15B
sezione 15C
Paragrafi per ipotesi minima
tutti (eventualmente escluso l’11)
tutti
-
sezione 16A
tutti
sezione 16B
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 16
Applicazioni non lineari
degli operazionali
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 17
Introduzione alle macchine elettriche
sezione 17A
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 18
Elettronica di potenza
sezione 18A
sezione 18B
sezione 18C
sezione 18D
tutti
tutti
1-2-3-4-5-6
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 19
Le macchine elettriche
sezione 19A
sezione 19B
tutti
tutti
Unità di apprendimento 20
Amplificatori di potenza
sezione 20A
sezione 20B
Paragrafi per ipotesi minima
1-2-3-4
1-2
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 21
Integrazioni sugli amplificatori
ai piccoli segnali
sezione 21A
sezione 21B
sezione 21C
tutti
-
sezioni
* 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A
ore previste 10 12 7 6 10 12 10 8 16 10 5 5 3 8 6 8 8 12 12 8 4 10
totale ore 190 NB:
- si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicurezza;
- con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.
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Volume 2 + fascicolo di integrazione Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica
NB: vedi le note del terzo anno.
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 11
I diodi e le loro applicazioni
sezione 11A
sezione 11B
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 12
I quadripoli e gli amplificatori
sezione 12A
sezione 12B
tutti
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 13
Amplificatori in centro banda
sezione 13A
sezione 13B
sezione 13C
tutti
1e2
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 14
Alimentatori stabilizzati
Unità di apprendimento 15
Il dominio della frequenza
sezione 14A
tutti
sezione 15A
sezione 15B
sezione 15C
Paragrafi per ipotesi minima
tutti (tranne filtro doppio T e par. 11)
1-2-3-4-5
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 16
Applicazioni non lineari
degli operazionali
sezione 16A
-
sezione 16B
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 17
Introduzione alle macchine elettriche
sezione 17A
tutti
Unità di apprendimento 18
Elettronica di potenza
sezione 18A
sezione 18B
sezione 18C
sezione 18D
tutti
tutti
tutti
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 19
I sistemi trifase
sezione 19A
sezione 19B
tutti
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 20
Il trasformatore
sezione 20A
sezione 20B
tutti
tutti
Unità di apprendimento 21
Impianti elettrici
sezione 21A
sezione 21B
tutti
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
sezioni
* 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A 21B
ore previste 10 10 7 6 10 8 10 6 14 8 4 3 6 6 10 6 14 8 12 8 10 14
totale ore 190 NB:
- si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicureza;
- con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.
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Volume 2 Proposta di ipotesi minima per articolazione Automazione
NB: vedi le note del terzo anno.
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 11
I diodi e le loro applicazioni
sezione 11A
sezione 11B
tutti
-
Unità di apprendimento 12
I quadripoli e gli amplificatori
sezione 12A
sezione 12B
tutti
tutti
Unità di apprendimento 13
Amplificatori in centro banda
sezione 13A
sezione 13B
sezione 13C
tutti
1e2
tutti
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 14
Alimentatori stabilizzati
Unità di apprendimento 15
Il dominio della frequenza
sezione 14A
tutti
sezione 15A
sezione 15B
sezione 15C
Paragrafi per ipotesi minima
tutti (tranne filtro doppio T e par. 11)
1-2-3-4-5
-
sezione 16A
tutti
sezione 16B
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 16
Applicazioni non lineari
degli operazionali
Paragrafi per ipotesi minima
Unità di apprendimento 17
Introduzione alle macchine elettriche
sezione 17A
tutti
Unità di apprendimento 18
Elettronica di potenza
sezione 18A
sezione 18B
sezione 18C
sezione 18D
tutti
tutti
tutti
1e2
Paragrafi per ipotesi minima
sezioni
* 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D
ore previste 12 12
7
7
10 10 10
8
16 10
7
7
3
8
6
12 10
totale ore 155 NB:
- si sono conteggiate 10 ore in meno rispetto alle 165 teoriche per garantire un margine di sicurezza;
- con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.
3 Un esempio di possibile modalità di verifica
Si propone un esempio di possibile modalità di verifica relativa a tutta l’unità di apprendimento 1,
divisa in più parti, una per ogni sezione, con l’ultima che vale anche come verifica globale dell’unità
di apprendimento.
In effetti la costruzione di una verifica dovrebbe partire dalla programmazione didattica della relativa
unità di apprendimento, ma l’esigenza di non volere vincolare il singolo docente a una specifica
impostazione e lo scetticismo che spesso i docenti manifestano nei confronti di queste problematiche
ci hanno convinto a fornire direttamente il nostro esempio di verifica senza ulteriori approfondimenti.
Chi fosse interessato potrà comunque leggere un altro documento fornito di supporto alla didattica: la
Guida (opzionale) alla programmazione didattica. Infine, chi non lo fosse e non condividesse neppure
l’impostazione data alle verifiche potrà comunque sfruttare i testi delle verifiche qui descritte
rielaborandoli come meglio crede.
Le verifiche delle singole sezioni prevedono domande relative alle conoscenze (o più precisamente
conoscenze descrittive) e domande relative alle abilità (o conoscenze procedurali); la verifica
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dell’ultima sezione viene estesa anche alle competente (o conoscenze contestuali). Queste ultime sono
quelle indicate come obiettivi di competenza finale nelle pagine di apertura delle singole unità di
apprendimento (ma senza valutare l’attività di laboratorio che avverrà a parte). Come già detto, per non
appesantire l’esposizione, non sono riportati gli obiettivi relativi a singoli quesiti, chi fosse interessato a
farsene un’idea potrà consultare l’apposita Guida (opzionale) alla programmazione didattica.
La valutazione delle singole verifiche è costruita con una formula che segue due criteri elementari:
• il voto minimo è 1;
• le sole conoscenze (descrittive) non possono portare alla sufficienza.
Ad esempio, nella verifica per la sezione 1A abbiamo stabilito per la sola conoscenza un punteggio
massimo pari a 4 quindi, avendo posto pari a 1 il voto minimo e considerato che il massimo punteggio
ottenibile con i quesiti delle conoscenze è pari a 15, il coefficiente moltiplicativo per ogni punto è (41)/15 = 0,2. Per le abilità i punti disponibili sono 14 e quindi il coefficiente moltiplicativo per ogni
punto è (10-4)/14=0,428. La formula da usare per il voto è quindi:
1
+ punti conoscenze x 0,2 + punti abilità x 0,428 = ……..
3.1 Classe terza ITI verifica sezione 1A (valida per tutte le articolazioni)
voto: 1 + punti conoscenze x 0,2 + punti abilità x 0,428 =
(solo teoria voto max= 4)
Prima parte relativa alle conoscenze
Voto
(tempo disponibile: 10 minuti)
1. Gli elettroni di valenza sono: (3 punti; -1 risp. errata)
a. tutti gli elettroni di un conduttore;
b. gli elettroni di un semiconduttore;
c. gli elettroni degli orbitali più esterni
d. gli elettroni della banda di conduzione.
(R: c)
2. Un semiconduttore:(3 punti; -1 risp. errata)
(R: d)
a. è un materiale conduttore non metallico;
b. un isolante di scarsa qualità;
c. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un salto energetico
superiore a 1,6 eV;
d. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un gap minore o uguale a
1 eV.
punti
punti
3. Definire con parole vostre l’intensità di corrente elettrica, nell’ipotesi di corrente continua:
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o
carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
4. La differenza di potenziale elettrico esprime: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. il rapporto tra la differenza di energia potenziale tra i due poli di un generatore elettrico e la
quantità di elettricità in gioco;
b. la differenza di energia potenziale tra i due poli del generatore elettrico;
c. la differenza di quantità di elettricità tra i due poli del generatore;
d. il rapporto tra quantità di elettricità e la differenza di energia potenziale.
5. Il pico è pari a ………. volte l’unità di misura base (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ogni errata)
Il Giga è pari a ……… volte l’unità di misura base
Il micro è pari a …….. volte l’unità di misura base
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punti
punti
Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 15 minuti)
6. Effettuare le seguenti conversioni: (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ognuna errata)
1,3 kΩ =……….. Ω
(R: 1300 o 1,3 ·103)
0,45 V = ………. mV
(R: 450 o 0,45·103)
6,7 μA = ………. A
(R: 0,0000067 o 6,7·10-6)
0,35 A = ………. nA
(R: 0,35·109)
punti
7. La sezione di un conduttore è attraversata in 4 s da 1025 elettroni dal + verso il - . Ricordando che la
quantità di carica di un elettrone vale 1,6·10-19 C, calcolare l’intensità della corrente elettrica.
Riportare calcoli e passaggi matematici.
(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi
parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione
a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)
(R: 400 mA)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
8. In un generatore elettrico la differenza di potenziale tra i poli è di 24 V; quanto vale l’energia
potenziale che il singolo elettrone al polo negativo presenta rispetto al polo positivo?
Riportare calcoli e passaggi matematici.
(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi
parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione
a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)
(R: 2,84·10-18 J)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
3.2 Classe terza ITI verifica sezione 1B (valida per tutte le articolazioni)
voto: 1 + punti conoscenze x 0,143 + punti abilità x 0,2 =
(solo teoria voto max= 4)
Prima parte relativa alle conoscenze
Voto
(tempo disponibile: 10 minuti)
1. Un componente attivo: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: b)
a. è un componente utile al funzionamento del circuito;
b. è un componente che contiene generatori o comunque si comporta come se li contenesse;
c. è un componente che non dissipa energia;
d. è un componente di tipo bipolare.
2. Una maglia è: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. un percorso chiuso che all’interno di un circuito partendo da un nodo ritorna allo stesso;
b. un tratto di circuito compreso tra due nodi ;
c. un tratto di circuito che contiene almeno due rami;
d. un percorso chiuso che contenga almeno un generatore.
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punti
punti
3. Due componenti bipolari in parallelo: (3 punti; -1 risp. errata)
a. presentano ai loro capi due tensioni uguali;
b. sono attraversati dalla stessa corrente;
c. sono attraversati da correnti uguali;
d. hanno ai loro capi la stessa tensione.
(R: d)
4. La seconda legge di Ohm: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: 4)
a. esprime il legame tra la resistenza, la resistività del conduttore considerato, la lunghezza e la
sezione del conduttore stesso;
b. dice che la corrente è direttamente proporzionale alla resistenza;
c. che la resistenza è direttamente proporzionale alla sezione del conduttore;
d. che la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore e alla sua sezione e
inversamente proporzionale alla resistività del materiale.
5. In un partitore di tensione: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: c)
a. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alle singole resistenze;
b. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alla corrente;
c. la tensione si ripartisce in modo direttamente proporzionale alle singole resistenze;
d. la tensione ai capi delle singole resistenze è sempre la stessa.
6. Un generatore ideale di tensione: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. fornisce ai suoi capi una differenza di potenziale che non cambia al variare del carico
utilizzatore;
b. eroga una corrente che non dipende dalla temperatura della resistenza di carico;
c. fornisce una tensione che varia poco anche con grandi variazioni del carico;
d. presenta una piccola resistenza interna.
7. Il massimo trasferimento di energia da generatore a utilizzatore (resistivo) si ha: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: d)
a. quando è massima la corrente;
b. in cortocircuito;
c. quando è massimo il rendimento del generatore;
d. quando la resistenza dell’utilizzatore eguaglia quella interna del generatore.
punti
punti
punti
punti
punti
Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 45 minuti)
8. Un resistore alla temperatura di 20 °C assume il valore di 185 Ω; sapendo che alla temperatura di
75 °C assume il valore di 187 Ω calcolare il coefficiente di temperatura del materiale usato per il
resistore alla temperatura di 20 °C. (3 punti; -1 risp. errata)
(R: d)
a. 0,181·10-3
b. 19,6·10-6
c. 181·10-5
d. 0,196·10-3
9. Un resistore è attraversato da una corrente di 25 mA e dissipa una potenza di 32 mW. Quanto vale
la resistenza? (3 punti; -1 risp. errata)
(R: b)
a. 2,5 kΩ
b. 51,2 Ω
c. 132,5 mΩ
d. 12,5 Ω
punti
punti
10. Se si deve misurare la tensione ai capi di un resistore da 10 kΩ risulta più corretto utilizzare:
(3 punti; -1 risp. errata)
a.
b.
c.
d.
(R: d)
un voltmetro con resistenza interna superiore a 10 kΩ;
un voltmetro con resistenza interna di almeno 100 kΩ;
un voltmetro con resistenza interna uguale a 10 kΩ;
un voltmetro con resistenza interna da 1 MΩ.
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punti
11. Un partitore di tensione è formato da tre resistori di valore rispettivamente di 1 kΩ, 2 kΩ e 4 kΩ.
Sapendo che su quello da 2 kΩ cade una tensione di 3 V, quanto vale la tensione complessiva ai
capi del partitore? (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. 10,5 V
b. 9 V
c. 10 V
d. 12 V
12. Calcolare il valore della corrente I. (3 punti; -1 risp. errata)
c. 1,5
punti
(R: d)
a. 4,33 μA
b. 5,27 mA
A
d. 4,36 mA
punti
13. Valutare la resistenza equivalente vista dai terminali A e B. Riportare calcoli e passaggi matematici.
(4 punti; 3,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi
parz.accet.; con 4 o 3,5 p.ti: −0,8 per errori di calcolo marginali, −1,5 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,3 punti in
(R: 4,1 kΩ)
relazione a scarso ordine, −0,3 punti per errori formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
14. Calcolare il valore di VCC. Riportare calcoli e passaggi matematici.
15. (3 punti; 2,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo gravi o reiterati,
(R: 5,64 V)
−0,2 punti in relazione a scarso ordine, −0,2 punti per errori formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
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16. Un generatore reale di tensione presenta una f.e.m di 15 V e una resistenza interna di 50 Ω. Quanto
vale la corrente del generatore di corrente equivalente? E la sua resistenza interna?
(R: c)
(3 punti; -1 risp. errata)
a.
b.
c.
d.
10 mA e 50 Ω
24,3 mA e 20 mΩ
300 mA e 50 Ω
30 mA e 100 Ω
punti
17. Calcolare il valore di VCC. Riportare calcoli e passaggi matematici.
(R: 9,32)
(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi
parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione
a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
3.3 Classe terza ITI verifica sezione 1C (valida per tutte le articolazioni)
Voto
voto: 1 + punti conoscenze x 0,097 + punti abilità x 0,190 =
(solo teoria voto max= 4,5)
Prima parte relativa alle conoscenze
(tempo disponibile: 15 minuti)
1. Individuare le scritture corrette secondo il SI:
(3 punti se si individuano tutte le risposte esatte; 0 altrimenti)
a.
b.
c.
d.
e.
f.
(R: a, d, e)
4 kg
tre mV
cinque Volt
tre ampere
3W
nW 25
2. Chiarire il concetto di errore sistematico.
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o
carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
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punti
punti
(con dettaglio
del calcolo)
3. In uno strumento tradizionale la classe di precisione: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: b)
a. è il rapporto tra il valore, in modulo, dell’errore massimo assoluto e il fondo scala;
b. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore, in modulo, dell’errore massimo assoluto e il
fondo scala;
c. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore dell’errore massimo assoluto e il fondo scala;
d. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore del fondo scala e il modulo dell’errore massimo
assoluto.
4. Un alimentatore stabilizzato: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: c)
a. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore;
b. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni della tensione di rete;
c. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore e da
quelle della tensione di rete;
d. tende a fornire una corrente costante indipendentemente dal carico.
punti
punti
5. Fornire una corretta definizione di segnale:
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze
formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
6. Fornire una corretta definizione di valore efficace:
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze
formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
7. Il valore medio di un segnale periodico è:
a. il suo valore efficace
b. la sua componente continua
c. l’altezza del rettangolo equivalente
d. il valore di picco diviso radice di 2
23
(3 punti; -1 risp. errata)
(R: b)
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punti
8. Un segnale alternato è: (3 punti, 
-1 risp. errata)
a. a valore efficace nullo
b. a valor medio costante
c. aperiodico
d. periodico a valor medio nullo
(R: d)
punti
punti
9. Formula del valore medio di un segnale sinusoidale raddrizzato a semionda:…………….. (3 punti)
punti
10. Formula del valore efficace di un’onda quadra alternata:………………(3 punti)
11. Un Multimetro del tipo TRMS: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: c)
a. misura il valore efficace misura il valore efficace di un segnale periodico anche se non alternato;
b. misura il valore efficace solo di segnali sinusoidali;
c. misura il valore efficace della componente alternata di qualsiasi segnale periodico;
d. misura solo le tensioni continue.
12. Un oscilloscopio dal punto di vista della misura è: (3 punti, 
-1 risp. errata)
a. un amperometro;
b. un amperometro e in voltmetro
c. un voltmetro in ac;
d. un voltmetro.
punti
(R: d)
punti
Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 40 minuti)
13. Si dispone di uno strumento amperometrico con fondo scala di 20 μA e resistenza interna di 2 kΩ.
Quanto deve valere la resistenza da porvi in parallelo per ottenere un amperometro con fondo scala
di 100 mA? (3 punti, 
-1 risp. errata)
(R:
b)
a. 100 mΩ;
b. 400 mΩ;
c. 20 Ω;
d. 100 Ω.
14. Un classico strumento voltmetrico con lettura ad indice presenta un fondo scala di 400 V e un
numero di divisioni pari a 200. Quanto vale la sua sensibilità? (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. 0,5 div/V
b. 2 div/V
c. 2 V
d. 0,5 V
15. Un alimentatore stabilizzato è tarato per fornire una tensione di 12 V con corrente non superiore a
2 A. Sapendo che la protezione contro i sovraccarichi è del tipo a tensione e corrente costanti,
valutare il minimo valore resistivo che si può applicare tra i morsetti + e – dell’alimentatore per
non ottenere l’intervento della protezione in corrente e in queste condizioni quanto vale la tensione
fornita. (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. 6 Ω – 12 V;
b. 2 Ω – 12 V;
c. 6 Ω – 6 V;
d. 12 Ω – 3 V.
16. Una tensione continua può essere un segnale? (3 punti, - 1 risp. errata)
b)
a. Si tutte le grandezze elettriche sono dei segnali.
b. Si perché se il valore non è noto a priori contiene comunque un’informazione.
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punti
punti
punti
(R:
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punti
c. No perché non varia nel tempo.
d. No il segnale deve essere periodico.
17. A un segnale alternato triangolare di valore efficace 2 V si sovrappone un segnale continuo di 1 V;
quanto valgono i valori massimi e minimi del segnale risultante?
(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di
calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine)
(R: 4,464 V e -2,464 V)
valore massimo …………………..
valore minimo …………………..
Calcoli che giustificano i risultati:
punti
(con dettaglio
del calcolo)
18. Calcolare il valore medio del seguente segnale nell’intervallo tra 0 e 12 ms.
(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per
errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali) (R: 1,125 V)
Risultato: ……………….
Riportare i calcoli effettuati:
punti
(con dettaglio
del calcolo)
19. Un DMM presenta una precisione di ±0,3% reading ±0,04% range. Se lo strumento misura 4 V su
un fondo scala di 10 V quanto vale l’errore massimo assoluto?
(4 p.ti; −0,5 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti per scarso ordine)
(R:±0,016 V)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
20. Un DMM del tipo TRMS misura correttamente il valore efficace di un segnale alternato
sinusoidale fino alla frequenza di 100 kHz.
Se il segnale in ingresso è alternato non sinusoidale la misura: (3 punti; -1 risp. errata)
(R: a)
a. è sempre errata;
b. è corretta se tutte le armoniche di ampiezza non trascurabile sono di frequenza non superiore a
10 kHz;
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punti
c. è corretta se tutte le armoniche di ampiezza non trascurabile sono di frequenza non superiore a
100 kHz;
d. è sempre corretta perché lo strumento è TRMS.
3.4 Classe terza ITI verifica sezione 1D + verifica di fine unità di apprendimento
(valida per le articolazioni Elettronica e Automazione)
voto: 1 + punti conoscenze x 0,208 + punti abilità x 0,325 =
(solo teoria voto max= 3,5)
Prima parte relativa alle conoscenze
Voto
(tempo disponibile: 8 minuti)
1. Enunciare i principi di Kirchhoff.
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o
carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
2. Enunciare il principio di sovrapposizione egli effetti.
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze
formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
3. Enunciare il principio di Thevenin.
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze
formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
4. Enunciare il principio di Norton.
(3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze
formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
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Seconda parte relativa alle abilità della sezione che valgono anche come obiettivi
di competenza finale dell’unità di apprendimento
(tempo disponibile: 60 minuti)
5. Supposti noti i valori delle resistenze e delle f.e.m. scrivere un sistema risolutivo per il calcolo delle
correnti. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −0,5 punti in relazione a scarso
ordine, −0,5 punti per errori formali o di distrazione)
6. Calcolare la corrente I3 usando la sovrapposizione degli effetti. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di
errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in
relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
7. Calcolare la corrente I2 usando esclusivamente il principio di Thevenin. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta
a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5
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punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
8. Considerando il circuito del problema precedente calcolare la tensione ai capi di R4 usando anche il
principio di Norton. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di
calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori
formali)
punti
(con dettaglio
del calcolo)
3.5 Classe terza ITI verifica sezione 1D + verifica di fine unità di apprendimento
(valida per l’articolazione Elettrotecnica)
voto: 1 + punti conoscenze x 0,335 + punti abilità x 0,4 = ……..
(solo teoria voto max= 4)
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Prima parte relativa alle conoscenza
(tempo disponibile: 8 minuti)
Usare i quesiti da 1-2-3 della verifica del par. 1.4.
Seconda parte relativa aalle abilità della sezione che valgono anche come verifica della competenza
finale dell’unità di apprendimento
(tempo disponibile: 60 minuti)
Usare i quesiti da 5-6-7 della verifica del par. 1.4.
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