PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI MARCO PERZOLLA A.S.: CLASSE: 5 B-ET. Si No

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1 DOCENTE : VINCENZI RICCARDO MARCO PERZOLLA MATERIA: A.S.: CLASSE: 5 B-ET TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI Continuità di insegnante nella materia rispetto all anno precedente 1 Si No Gli obiettivi disciplinari dell anno precedente (con particolare riguardo alle abilità) erano stati tutti raggiunti, a parte isolati casi individuali? 2 Si No 1. OBIETTIVI EDUCATIVI E COGNITIVI TRASVERSALI Comunicazione nella madrelingua utilizzare il patrimonio lessicale ed espressivo della lingua italiana secondo le esigenze comunicative nel contesto scientifico-tecnologico; leggere, comprendere ed interpretare testi scritti di vario tipo. Comunicazione in lingue straniere leggere, comprendere terminologie specifiche e testi scritti in lingua inglese. Competenza matematica e competenze di base in campo scientifico e tecnologico utilizzare il linguaggio e i metodi propri della matematica per organizzare e valutare adeguatamente informazioni qualitative e quantitative; individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi; analizzare dati e interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi, anche con l ausilio di rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti di calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico; analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall esperienza; essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate. Competenza digitale utilizzare testi multimediali; utilizzare le reti e gli strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinari. Imparare ad imparare individuare collegamenti e relazioni; acquisire ed interpretare l informazione; organizzare il proprio apprendimento, individuando, scegliendo ed utilizzando varie fonti e varie modalità di informazione e di formazione (formale, non formale ed informale), anche in funzione dei tempi disponibili, delle proprie strategie e del proprio metodo di studio e di lavoro; utilizzare gli strumenti culturali e metodologici per porsi con atteggiamento razionale, critico e responsabile di fronte alla realtà, ai suoi fenomeni, ai suoi problemi, anche ai fini dell apprendimento permanente. Competenze sociali e civiche agire in modo autonomo e responsabile; collaborare e partecipare; analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. 1 Solo per classi diverse dalla prima 2 Solo in caso di risposta affermativa alla domanda precedente

2 2. OBIETTIVI DISCIPLINARI 2.1. COMPETENZE DA PERSEGUIRE 3 applicare nello studio di impianti e apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti dell elettrotecnica e dell elettronica; analizzare tipologie delle macchine elettriche e delle apparecchiature elettroniche, con riferimento ai criteri di scelta per la loro utilizzazione e interfacciamento; operare nel rispetto delle normative inerenti la sicurezza del lavoro e degli ambienti; progettare impianti elettrici civili ed industriali nel rispetto delle normative vigenti ABILITA DA RAGGIUNGERE applicare i principi di fisica nello studio di componenti, circuiti e dispositivi elettrici ed elettronici, lineari e non lineari; utilizzare il lessico e la terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese; descrivere e spiegare le caratteristiche elettriche e tecnologiche delle apparecchiature elettriche ed elettroniche; valutare ed analizzare i rischi e le loro cause negli ambienti di lavoro e delle attività del settore; valutare i rischi dell energia elettrica ed applicare i metodi di protezione dalle tensioni contro i contatti diretti ed indiretti; applicare le norme tecniche e le leggi sulla sicurezza negli impianti elettrici; analizzare e dimensionare impianti elettrici in BT applicando la normativa sulla sicurezza; scegliere i materiali e le apparecchiature in base alle caratteristiche tecniche e all ottimizzazione funzionale degli impianti; interpretare e realizzare schemi di quadri elettrici di distribuzione in MT e BT; valutare le caratteristiche e l impiego delle macchine elettriche in funzione degli aspetti della distribuzione e utilizzazione dell energia elettrica; saper calcolare le potenze convenzionali e le correnti d impiego in funzione dei carichi da alimentare; saper calcolare il rendimento e la variazione di tensione da vuoto a carico per una linea elettrica. saper scegliere e dimensionare correttamente una linea in cavo e le relative protezioni; saper dimensionare le apparecchiature costituenti una cabina di trasformazione MT/BT. 3 Anche in collaborazione/sinergia con altri insegnamenti. Fare riferimento agli otto ambiti di competenze chiave della Raccomandazione P.E : Comunicazione nella madrelingua; Comunicazione nelle lingue straniere; Competenza matematica e competenze di base in scienza e tecnologia; Competenza digitale; Imparare ad imparare; Competenze sociali e civiche; Spirito di iniziativa e imprenditorialità; Consapevolezza ed espressione culturale.

3 2.3. COMPETENZE E ABILITA VERRANNO PROMOSSE ATTRAVERSO LO STUDIO DEI SEGUENTI CONTENUTI DISCIPLINARI: CONTENUTI DISCIPLINARI (Conoscenze): Tempi 0. RIPASSO E APPROFONDIMENTO: ASPETTI GENERALI, DIMENSIONAMENTO Settembre DELLE LINEE ELETTRICHE E PROTEZIONE DALLE SOVRACORRENTI 0.1 cenni sui principali enti normativi del settore elettrico; cenni sulle principali marcature Dicembre delle apparecchiature elettriche; cenni sulle principali leggi del settore elettrico; (45 ore) definizioni riguardo gli impianti utilizzatori ed i circuiti elettrici; classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione; cenni sulla struttura di una rete di distribuzione. 0.2 richiami su alcune grandezze termiche e sulle problematiche relative alla trasmissione del calore; curve ideali di riscaldamento e raffreddamento; diagramma di carico. 0.3 concetti di sicurezza e rischio; ambienti ordinari; cenni sugli ambienti a maggior rischio elettrico; gradi di protezione IP degli involucri. 0.4 potenza convenzionale e corrente d impiego; fattori di utilizzazione e di contemporaneità; determinazione della potenza convenzionale con vari gruppi di carichi e con riferimento ad un impianto complessivo; corrente d impiego termicamente equivalente per carichi variabili. 0.5 tipi di condutture elettriche; circuito equivalente di una linea elettrica; cenni sulla rappresentazione a parametri distribuiti; resistenza, induttanza e reattanza di servizio, capacità e suscettanza di servizio, conduttanza di dispersione; linee a parametri trasversali trascurabili; rendimento di una linea; variazione di tensione in linea. 0.6 tipi di cavi e loro caratteristiche; sigle di designazione dei cavi; modalità di posa delle condutture; portata di un cavo e fattori da cui dipende; portate dei cavi con isolante termoplastico o elastomerico; criteri di scelta dei cavi. 0.7 calcolo di progetto e di verifica; criterio della caduta di tensione ammissibile; sezioni minime delle condutture elettriche; calcolo di linee con carichi distribuiti a sbalzo, diramate, ad anello. 0.8 generalità e definizioni; corrente di sovraccarico; corrente di corto circuito; fattore di cresta; sollecitazione termica per corto circuito; cenni sulla sollecitazione elettrodinamica. 0.9 classificazione degli apparecchi di manovra; arco elettrico e sue modalità di estinzione; cenni sui tipi di interruttori per MT e AT: a piccolo volume d olio, ad aria compressa, a esafluoruro di zolfo, a deionizzazione magnetica, in vuoto; caratteristiche funzionali degli interruttori; sezionatori, interruttori di manovra, contattori; criteri di scelta dei contattori relè termico ed elettromagnetico di massima corrente; protezione magnetotermica di massima corrente; interruttori automatici per bassa tensione; fusibili; limitazione della corrente di corto circuito; protezione delle condutture contro i sovraccarichi: installazione dei dispositivi di protezione; determinazione delle correnti di corto circuito; protezione delle condutture contro il corto circuito; protezione unica per sovraccarico e corto circuito; protezioni distinte per sovraccarico e corto circuito; lunghezza massima protetta di una linea elettrica; protezione dei conduttori di fase e di neutro; protezione in serie (back-up); selettività nella protezione dalle sovracorrenti; protezione dei motori asincroni; esempi di scelta delle protezioni contro le sovracorrenti.

4 1. PROTEZIONE DALLE TENSIONI DI CONTATTO 1.1 percezione della corrente elettrica; effetti fisiopatologici; limiti di pericolosità della corrente; resistenza elettrica del corpo umano; limiti di pericolosità della tensione. 1.2 dispersione a terra della corrente; tensione di contatto e tensione di contatto a vuoto; tipi di dispersori; resistività del terreno; classificazione dei sistemi elettrici in relazione al collegamento a terra; tensione nominale verso terra. 1.3 contatti diretti e indiretti; masse e masse estranee; classificazione dei tipi di isolamento; impianto di terra; prescrizioni relative all impianto di terra; struttura di un impianto di terra. 1.4 classificazione e caratteristiche degli interruttori differenziali; protezione contro i contatti indiretti mediante interruzione automatica dell alimentazione nei sistemi TT, TN, IT; protezione contro i contatti indiretti senza interruzione automatica dell alimentazione; 1.5 verifica dell efficienza della protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT, TN. 1.6 protezione parziale e totale contro i contatti diretti; protezione mediante interruttore differenziale; protezione combinata contro i contatti diretti e indiretti mediante sistemi a bassissima tensione SELV, PELV; sistemi a bassissima tensione FELV. 1.7 misure di sicurezza in alcuni ambienti particolari: locali per bagni e docce, piscine. 2. RIFASAMENTO 2.1 classificazione e aspetti teorici; cause e conseguenze di un basso fattore di potenza; situazione tariffaria; modalità di rifasamento; caratteristiche funzionali dei condensatori; scelta delle apparecchiature di protezione e manovra. 3. CABINE ELETTRICHE 3.1 definizioni e classificazioni; lato media tensione: dimensionamento dei componenti MT; trasformatore MT/BT; lato bassa tensione: dimensionamento dei componenti BT; protezioni; impianto di terra; prescrizioni norma CEI 0-16; progetto di massima di una cabina elettrica. 4. QUADRI ELETTRICI e struttura aspetti e teorici; schema cause unifilare e conseguenze di un quadro di elettrico; un basso tipologie fattore di di contenitori potenza; per situazione quadri tariffaria; elettrici; cenni modalità sulle di norme rifasamento; CEI EN caratteristiche e CEI funzionali 23-51; cenni dei condensatori; sulle verifiche scelta da delle effettuare. apparecchiature di protezione e manovra. 5. CENNI DI TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE DELL ENERGIA ELETTRICA 5.1. trasmissione e distribuzione dell energia elettrica; criteri di scelta della tensione; condizione del neutro nei sistemi trifase; sistemi di distribuzione in media e bassa tensione: baricentro elettrico di un impianto Consegna dell energia in BT e MT; cenni sulle norme CEI 0-16 e CENNI SULLE SOVRATENSIONI 6.1 classificazione delle sovratensioni; sovratensioni di origine interna a frequenza di esercizio, oscillatorie e impulsive; sovratensioni di origine esterna; scaricatori di sovratensione; coordinamento dell isolamento e installazione degli SPD. 7. CENNI SUGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI 7.1 radiazione solare; generatore fotovoltaico; inverter; problematiche di installazione e valutazione della producibilità di un impianto fotovoltaico; parallelo con la rete e misura dell energia. Gennaio Febbraio (25 ore) Marzo (8 ore) Marzo Aprile (12 ore) Aprile (10 ore) Aprile - (4 ore) (6 ore) (10 ore)

5 8. ATTIVITÀ DI LABORATORIO 8.1 realizzazione di progetti guidati di impianti completi con uso anche di software per disegno e per il calcolo automatico di linee elettriche e quadri elettrici. 8.2 esecuzione delle misure di verifica di un quadro elettrico con riferimento alle norme CEI misura della resistività del terreno e della resistenza dell impianto di terra con metodo voltamperometrico. Ottobre (60 ore) 1. ATTIVITA DI RECUPERO E SOSTEGNO Le attività di recupero verranno svolte durante le lezioni nel corso dell anno scolastico. 2. METODOLOGIE Le tecniche didattiche previste sono costituite dalla lezione frontale tradizionale, unitamente a esercitazioni numeriche e grafiche e di laboratorio; le lezioni vengono rivolte inoltre alla classe intera. 3. RISORSE E STRUMENTI DIDATTICI Lavagna, libro di testo, fotocopie. I libri di testo adottati sono: G. Conte, M. Conte, M. Erbogasto, G. Ortolani, E. Venturi Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici vol. 2 Casa editrice Hoepli codice ISBN G. Conte, M. Conte, M. Erbogasto, G. Ortolani, E. Venturi Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici vol. 3 Casa editrice Hoepli codice ISBN G. Ortolani, E. Venturi Manuale di elettrotecnica e automazione Casa editrice Hoepli codice ISBN CRITERI DI VALUTAZIONE E VERIFICHE Esercitazioni numeriche e grafiche; prove scritte con domande aperte, interrogazioni singole, esercitazioni di laboratorio. 5. PROGETTI DEL POF A CUI l INSEGNANTE E LA CLASSE PARTECIPANO CON ATTIVITA PARTICOLARI Non sono previsti progetti. 6. EVENTUALI PROGETTI INTER/PLURIDISCIPLINARI ATTIVATI O DA ATTIVARE NELLA CLASSE E previsto un progetto di simulazione d azienda che coinvolge le discipline di indirizzo e che verrà effettuato nel secondo quadrimestre. Mestre, I docenti Riccardo Vincenzi Marco Perzolla

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