Classe: 5AP Docenti: Prof. SERGIO LASEN Prof. OTTAVIO SECRETI PIANO DI LAVORO. Libro di testo:

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1 Classe: 5AP Docenti: Prof. SERGIO LASEN Prof. OTTAVIO SECRETI Libro di testo: PIANO DI LAVORO CONTENUTI (Moduli) PREREQ. OBIETTIVI STRUMENTI VERIFICHE Conoscenze Competenze/ Capacità 1

2 1. SICUREZZA ELETTRICA,, IMPIANTI ELETTRICI UTILIZZATORI IN B.T. Normalizzazione, unificazione, certificazione e controllo. Legislazione (Norme CEI 64-8, DPR 547/1955, Legge 186/1968, Legge 46/1990, DPR 447/1991, DL 626/1994, DM 37/08). Classificazione dei sistemi elettrici in categorie e loro tensioni normali. Struttura dei sistemi elettrici di potenza. Influenza delle condizioni ambientali sulla sicurezza elettrica: classificazione degli impianti in relazione all ambiente, gradi di protezione degli involucri. Pericolosità della corrente elettrica: percezione della corrente elettrica, effetti fisiopatologici, limiti di pericolosità della corrente, resistenza elettrica del corpo umano, limiti di pericolosità della tensione, tensione di contatto e tensione di contatto a vuoto. Protezione delle persone dai pericoli della corrente elettrica: contatti diretti e indiretti, tipi di isolamento, classe dei componenti. Impianto di terra: dispersione a terra della corrente, resistenza di terra di alcuni dispersori, resistenza verso terra di una persona, dispersori in parallelo, resistività del terreno, classificazione degli impianti elettrici in relazione al collegamento a terra (sistemi TT, TN, IT), prescrizioni relative all impianto di terra, esecuzione dell impianto di terra. Interruttore differenziale: principio di funzionamento, classificazione, grandezze caratteristiche. Protezione dai contatti indiretti: mediante interruzione automatica dell alimentazione (sistemi TT, TN, IT) e senza interruzione automatica dell alimentazione (impiego di componenti di classe II o con isolamento equivalente, separazione elettrica, locali isolanti, locali resi equipotenziali e non connessi a terra). Protezione dai contatti diretti: protezione totale (isolamento delle parti attive, involucri o barriere), protezione parziale (ostacoli, distanziamento), protezione addizionale (interruttore differenziale). Sovracorrenti: sovraccarico e corto circuito. Apparecchi di manovra: interruttore, interruttore di manovra, sezionatore, interruttore di manovra sezionatore, contattore, interruttore automatico. Caratteristiche funzionali degli interruttori: tensione e corrente nominali, potere nominale d interruzione su corto circuito. Protezione dalle sovracorrenti: relè termico, relè elettromagnetico, interruttore automatico magnetotermico, interruttori automatici per bassa tensione, fusibili. Protezione delle condutture elettriche dal sovraccarico. Protezione delle condutture elettriche dal corto circuito. Particolarità dei sistemi di protezione contro le sovracorrenti. Protezione contro le sovracorrenti dei motori elettrici. Conoscenza dei sistemi trifase. Conoscenza dei trasformatori Conoscere i pericoli della corrente elettrica ed il come proteggersi dai contatti diretti ed indiretti. conoscere la funzione e la costituzione dell impianto di terra e degli interruttori differenziali. Conoscere le problematiche connesse alla protezione delle condutture dalle sovracorrenti. descrivere gli effetti della corrente elettrica sul corpo umano. descrivere gli impieghi e le caratteristiche funzionali degli interruttori differenziali. analizzare i principali sistemi di protezione contro i contatti indiretti. analizzare i principali sistemi di protezione contro i contatti diretti. Proteggere le condutture dalle sovracorrenti. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Sussidi didattici informatici basati su software applicativi per il disegno di schemi elettrici e per la stesura di relazioni. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od 2

3 2. SISTEMI DI DISTRIBUZIONE Linee elettriche: circuito equivalente, potenza persa, rendimento, caduta di tensione industriale Condutture elettriche Blindosbarre Cavi elettrici e loro caratteristiche Modalità di posa delle condutture elettriche Portata di un cavo Dimensionamento delle condutture elettriche: criterio della perdita di potenza ammissibile, criterio della caduta di tensione ammissibile, criterio della caduta di tensione unitaria. Sezioni minime delle condutture elettriche. Cabine di trasformazione MT/BT Rifasamento degli impianti elettrici Conoscenza dei sistemi trifase simmetrici equilibrati e squilibrati. Conoscenza dei concetti fisici di potenza ed energia. Conoscere le problematiche principali connesse con i sistemi di distribuzione dell energia elettrica. Conoscere i sistemi di distribuzione a BT e gli elementi costituenti una cabina di trasformazione MT/BT. dimensionare i cavi elettrici. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od 3

4 3. IMPIANTI ELETTRICI UTILIZZATORI IN BASSA TENSIONE Determinazione del carico convenzionale: potenza convenzionale, corrente d impiego, fattori di utilizzazione e contemporaneità, calcolo della potenza convenzionale per gruppi di prese, motori elettrici e totale di un impianto. Progetto degli impianti elettrici: obbligatorietà e livelli del progetto, destinazione d uso delle opere, documentazione di progetto. Esempi di progetti di impianti elettrici Progettazione di impianti elettrici con il software TiSystem della Ticino. Conoscere le problematiche principali connesse con la progettazione degli impianti elettrici Progettare un impianto elettrico. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od professionali, sviluppo di progetti 4. ELETTRONICA DI POTENZA Azionamenti elettrici: a catena aperta e a catena chiusa. Componenti elettronici di potenza: diodi, transistor (BJT MOSFET IGBT), tiristori (SCR GTO TRIAC DIAC). Convertitori statici Convertitori CC/CC (chopper): abbassatori, elevatori, abbassatori elevatori. Convertitori CC/CA (inverter): monofase a ponte e a mezzo ponte, trifase a ponte e a mezzo ponte, regolazione della tensione di uscita mediante tecnica di controllo a singolo impulso e PWM. Convertitori CA/CC (raddrizzatori): non controllati (monofase a semionda e ad onda intera con trasformatore a presa centrale e a ponte di Graetz, trifase a semionda e a ponte), controllati (monofase a semionda e a ponte di Graetz semicontrollato e totalmente controllato, trifase a ponte di Graetz semicontrollato e totalmente controllato), bidirezionali dispositivi elettronici elementari: giunzione p-n, diodo, transistor. controllo a catena aperta e chiusa. Conoscere le principali caratteristiche di funzionamento e di impiego dei componenti di potenza usati negli azionamenti elettrici. Saper scegliere i componenti elettronici più idonei o comprendere la loro funzione nella realizzazione di un azionamento. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od 4

5 5. AZIONAMENTI CON MOTORI ELETTRICI Funzionamento nei quattro quadranti delle macchine elettriche a CC a eccitazione indipendente. Convertitori statici negli azionamenti a CC: convertitori unidirezionali non rigenerativi, convertitori unidirezionali rigenerativi, convertitori bidirezionali. Struttura degli azionamenti a CC: azionamento a singolo anello di reazione e a doppio anello di reazione. Campi di funzionamento di una macchina elettrica asincrona. Regolazione della velocità di un m.a.t. mediante il controllo dell ampiezza e della frequenza della tensione di alimentazione. Struttura degli azionamenti a CA. Conoscenza dispositivi elettronici elementari: giunzione diodo, transistor. Conoscenza del funzionamento dei motori elettrici in CC e CA. dei p-n, Conoscere la struttura fondamentale di un azionamento elettrico. Conoscere le caratteristiche e gli schemi dei vari azionamenti elettricici in relazione al tipo di motore. Saper associare ad ogni tipo di azionamento l'apparato elettronico di comando ed alimentazione del relativo motore Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od 6. TRAZIONE ELETTRICA Trazione elettrica ferroviaria: alimentazione con linea a CC e con linea a CA monofase, regolazione della velocità. Auto elettrica (cenni). 7. IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO Azionati mediante m.a.t.: riduttore meccanico e rapporto di trasmissione. Azionati mediante motori a CC. Conoscenza del funzionamento dei motori elettrici in CC e CA. Conoscenza degli azionamenti con motori elettrici in CC e CA. Conoscenza del funzionamento dei motori elettrici in CC e CA. Conoscenza degli azionamenti con motori elettrici in CC e CA. Conoscere le caratteristiche e gli schemi relativi alla trazione elettrica. Conoscere le caratteristiche e gli schemi relativi agli impianti di sollevamento. Descrivere le caratteristiche e gli schemi relativi alla trazione elettrica. Descrivere le caratteristiche e gli schemi relativi agli impianti di sollevamento. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od 5

6 8. LOGICA PROGRAMMABILE NEGLI IMPIANTI DI UTILIZZAZIONE Differenza tra logica cablata e logica programmata. Architettura del PLC. Esempi di controllo di un processo industriale: circuito di potenza, circuito di comando e segnalazione in logica cablata (WLC), circuito di comando e segnalazione in logica programmata (PLC), assegnazione ingressi/uscite, diagramma ladder, lista di istruzioni (AWL). Algebra di Boole. Elementi di programmazione Elementi di sistemi automatici: comandi, regolazione, controllo ad anello aperto e chiuso. Conoscere l architettura PLC. del realizzare il controllo di un processo industriale tramite PLC. Lezioni frontali, con ampia Lezioni dialogate. Libri di testo. Appunti raccolti dagli studenti Risoluzione di esercizi. Esercitazioni di laboratorio. Sussidi didattici informatici basati su software applicativi per il disegno e la progettazione di reti elettriche e per la stesura di relazioni. Verifiche formative in itinere. Verifica sommativa scritta od professionali, sviluppo di progetti 6