PROGRAMMA PREVENTIVO: Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni. Modulo n 1: STRUTTURA DELLA MATERIA E FENOMENI ELETTRICI CONTENUTI OBIETTIVI

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1 ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE "G. VERONESE - G. MARCONI" SEZIONE ASSOCIATA G. MARCONI Via T. Serafin, CAVARZERE (VE) Tel. 0426/ Fax 0426/ Web: - Cod. Min. VERI PROGRAMMA PREVENTIVO: Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni Docentte:: MARCHESAN ELISABETTA Insegnantte Tecniico Prattiico:: PAVANATO SANDRO Cllasse 3C AIST a..s:: 2015//16 PROGRAMMA DIDATTICO Modulo n 1: STRUTTURA DELLA MATERIA E FENOMENI ELETTRICI 1.1 Cariche elettriche: - 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 - 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: - Conoscere la distinzione fra conduttore, isolante e semiconduttore - Conoscere l'interpretazione microscopica di questa distinzione - Sapere fornire esempi di materiali appartenenti alle tre categorie - Distinzione fra materiali conduttori ed isolanti - Cenni sui materiali semiconduttori 1.3 Campo elettrico: 1 / 7

2 - Saper definire il concetto di campo di forze - 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 - Conoscere l'espressione formale della legge di Coulomb - 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 - 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) - Legge di Coulomb - 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 Elementi costitutivi di una rete elettrica: - 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 - Definizione di circuito elettrico - Norme CEI per il disegno degli schemi elettrici - Definizioni di nodo, ramo, maglia Concetto di corrente e forza elettromotrice: - 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 - Saper usare operativamente la definizione di corrente elettrica - Definizione di corrente elettrica - Definizione di differenza di potenziale e di forza elettromotrice - Verso reale e verso convenzionale della corrente La legge di Ohm: - 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 - Legge di Ohm e suo campo di validità - Convenzione dei segni degli utilizzatori e dei generatori 2/ 7

3 Modulo n 3: RETI ELETTRICHE Resistenze in serie e parallelo e partitore di tensione e di corrente: - 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 -Saper applicare le formule del partitore di tensione -Saper applicare le formule del partitore di corrente - Resistenze in serie e parallelo - Calcolo della resistenza equivalente - Collegamenti misti La legge di Ohm per un circuito chiuso: - 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 - Legge di Ohm per una maglia - Calcolo della d.d.p. tra due punti qualsiasi di un circuito I principi di Kirchhoff: - 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. - Circuiti a più maglie - Enunciato dei due principi di Kirchhoff Il principio di sovrapposizione degli effetti: - Comprendere il concetto di sistema lineare e saperne fornire la definizione; - Saper enunciare il principio di sovrapposizione degli effetti. - Dato un circuito elettrico lineare, saper calcolare le correnti usando il principio di sovrapposizione. 3/ 7

4 - Cenni sul concetto di sistema e definizione di sistema lineare - Principio di sovrapposizione degli effetti Modulo n 4: POTENZA ELETTRICA ED ENERGIA Concetto di potenza ed energia elettrica e loro misura - 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 - Concetto e definizione di lavoro, energia, potenza e relative unità di misura Effetto termico della corrente e legge di Joule - 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 - Saper dimensionare i componenti e i fusibili di protezione sulla base della potenza impegnata - Effetto termico della corrente - Legge di Joule Bilancio energetico e rendimento - 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 - Concetto di bilancio energetico - Concetto e definizione di rendimento Modulo n 5: SICUREZZA, PREVENZIONE E PROTEZIONE DLgs 81/ Comprendere e saper fornire indicazioni sugli obblighi dei lavoratori - Comprendere e saper fornire indicazioni sugli obblighi del DL - Comprendere e saper il significato di pericolo, danno e rischio - Art. 20 D.Lgs 81/08 e ss.mm.ii. Obblighi dei lavoratori - Art. 59 D.Lgs 81/08 e ss.mm.ii. Sanzioni per i lavoratori - Art. 43, comma 3 D.Lgs 81/08 e ss.mm.ii. Gestione emergenze: disposizioni generali 4/ 7

5 - Art. 36 Informazioni ai lavoratori - Art. 37 Formazione dei lavoratori - Soggetti della prevenzione aziendale - Organi di vigilanza - A2-1 Soggetti sicurezza - A3-1 Parole chiave - A3-3 Valutazione rischi - Art. 28, comma 2, lettere d), e), f) DVR - Art. 29 Modalità di effettuazione della valutazione dei rischi - A4-0 Tipologie di rischio RISCHIO ELETTRICO, RISCHIO VDT - Comprendere e saper fornire la definizione di rischio elettrico - Comprendere il concetto e saper fornire la definizione di Soglia di percezione, Soglia di tetanizzazione; difficoltà respiratorie ed arresto respiratorio; Fibrillazione ed arresto cardiaco; Ustione; - Comprendere e saper fornire la definizione di rischio al VDT - Comprendere il concetto e saper fornire le modalità di prevenzione e protezione davanti ad un computer - Impedenza del corpo umano: simulazione del corpo umano con ZB; - Concetto di tensione di contatto: UT - Limiti di pericolosità della corrente; - Classificazione degli impianti: Impianto TT; Impianto TN-S; Impianto TN-C; Impianto IT; - Protezione dai contatti indiretti (definizioni base: isolamento principale, secondario, supplementare). - Sistema TT: protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione; - Sistema TN: protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione; - Sistema IT: protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione; - Utilizzo dei dispositivi di protezione personale (DPI) - Funzionamento del differenziale - lavoro al VDT: elementi di prevenzione e protezione - sorveglianza sanitaria MODULO n 6 : Teoria delle reti elettriche in corrente alternata monofase - - conoscenza delle caratteristiche dei segnali alternati sinusoidali; - analisi e risoluzione di reti elettriche in corrente alternata monofase Fenomeni elettromeagnetici: Introduzione al concetto di campo magnetico - Campo magnetico prodotto da un solenoide - Forze su due conduttori percorsi da correnti concordi e discordi - Legame tra le grandezze: B,N,I,l,. - Induzione elettromagnetica - Legge di Lenz: esempi - Circuiti magnetici - Concetto di flusso magnetico - Concetto di autoinduttanza - Concetto di mutuainduttanza Segnali sinusoidali: - rappresentazione grafica sul piano di Gauss ed in funzione del tempo; - funzione periodica 5/ 7

6 - funzione alternata - periodo, frequenza, pulsazione, valor medio, valor massimo, valor efficace. Modulo n 7: ATTIVITA DI LABORATORIO 7.1 Argomenti teorici propedeutici all attività di laboratorio Conoscenza e comprensione - Conoscere le unità di misura delle principali grandezze elettriche - Conoscere e saper disegnare i simboli grafici degli strumenti e dei componenti elettrici più usati nei circuiti in corrente continua - Conoscere il significato dei simboli raffigurati nei quadranti degli strumenti - Saper calcolare la costante strumentale di strumenti analogici - Conoscere e saper calcolare gli errori assoluto, relativo e percentuale - Saper identificare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. - Unità di misura delle grandezze elettriche - Strumenti di misura: scale, portata, costanti strumentali, letture di fondo scala, classe - Amperometro - Voltmetro - Wattmetro - Tester - Tipologie di errori e teoria della propagazione degli errori - Resistori, reostati e potenziometri 7.2 Esercitazioni di laboratorio 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 - Saper relazionare il lavoro svolto in laboratorio. - Lettura su strumenti analogici e digitali - Misura del valore di una resistenza con il codice dei colori su bread board - Misura di resistenze in serie e parallelo su bread board - Verifica della legge di ohm (proporzionalità diretta tra tensione e corrente in una resistenza) - Misura Volt-amperometrica a tensione costante con vari valori di resostato (caratteristica I - R) - 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 il metodo volt-amperometrico Cavarzere 18/09/2015 Gli insegnanti: Prof.ssa Marchesan Elisabetta Prof. Pavanato Sandro 6/ 7

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