ISTITUTO PROFESSIONALE PER L INDUSTRIA E L ARTIGIANATO GUSPINI ANNO SCOLASTICO 2013/2014 PIANO DI LAVORO

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1 ISTITUTO PROFESSIONALE PER L INDUSTRIA E L ARTIGIANATO GUSPINI ANNO SCOLASTICO 2013/2014 PIANO DI LAVORO MATERIA CLASSE INDIRIZZO DOCENTI TECNOLOGIE ELETTRICO-ELETTRONICHE E APPLICAZIONI III^B (Qualifica Elettrica-Meccanica) M.A.T. MELIS ANTONIO (5h) FADDA ELISEO (2h) GUSPINI 20/11/2013 1

2 La classe 3^ B MAT è composta da 20 (venti) alunni, 2 (due) provenienti da altri istituti e 2 (due) ragazzi usufruiscono del sostegno. All inizio dell anno scolastico, ho cercato di fare un analisi della situazione generale degli alunni e dei livelli di partenza per valutare le caratteristiche della classe. Da questo primo e sommario esame, il grado di preparazione e le capacità di base riscontrate sono risultate globalmente insufficienti. Le carenze più evidenti riscontrate in alcuni ragazzi, sono le notevoli difficoltà di espressione orale e scritta, che si manifestano nel non saper organizzare con chiarezza il proprio pensiero, e la mancanza di un metodo di studio adeguato. Nonostante questi limiti si evidenzia una buona partecipazione e un ottima volontà e impegno. Il comportamento generale della classe è ottimo sono molto educati e rispettosi delle regole comportamentali previste nell ambiente scolastico, ciò rende il lavoro didattico molto proficuo. Tale situazione si manifesta per l atteggiamento corretto di tutti gli alunni, motivati e responsabili ai doveri scolastici. Coerentemente alle finalità educative, gli obiettivi fondamentali consistono nel far raggiungere comportamenti concreti, conoscenze organizzate e abilità strumentali e vengono suddivisi in due categorie: Obiettivi cognitivi (sapere) Obiettivi operativi (saper fare) Obiettivi Cognitivi 1) Conoscenza: a) dei contenuti trattati b) della terminologia specifica 2) Comprensione: lo studente deve essere in grado di riprodurre il messaggio, di interpretare e spiegare una comunicazione in forma diversa da quella data, andare oltre il contenuto per determinare effetti e conseguenze. 3) Applicazione: lo studente deve essere in grado di applicare le conoscenze di concetti, principi, teorie, leggi a situazioni nuove. 4) Analisi: lo studente deve essere in grado, all interno di un fenomeno, di distinguere gli elementi che lo caratterizzano, di identificare le relazioni tra gli elementi e di individuare i rapporti di causa ed effetto. 5) Sintesi: lo studente deve essere in grado di rappresentare, attraverso schemi riassuntivi, leggi, teorie e fatti particolarmente importanti. 6) Valutazione: lo studente deve essere in grado di valutare, esprimere opinioni soggettive e giudizi motivati su quanto appreso. Obiettivi Operativi Descrivere ed interpretare un fenomeno attraverso l osservazione di grafici, diagrammi, illustrazioni, carte, diapositive. Organizzare dati, costruire tabelle e grafici. Usare strumenti di misura in laboratorio. Livelli Minimi I livelli minimi accettabili riferiti ad ogni obiettivo indicato sono i seguenti: 1) Conoscenza: completa anche se non approfondita. 2) Comprensione: autonomia nella comprensione e nell organizzazione delle informazioni. 3) Applicazione: saper applicare le conoscenze in modo autonomo e, se guidato, saper collegare gli argomenti. 4) Analisi: saper effettuare un analisi completa, anche se non approfondita. 5) Sintesi: saper sintetizzare le conoscenze, se guidato. 6) Valutazione saper valutare quanto appreso. Indicazioni Metodologiche Si cercherà di migliorare le loro capacità di analisi e sintesi con un adeguato programma mirato verso l aspetto non solo teorico ma anche pratico della materia. Nello svolgimento del programma si cercherà comunque di offrire agli allievi un panorama esauriente dei vari sistemi e tecnologie elettrico - elettroniche di più vasta applicazione. Ci si prefigge di perseguire una totale complementarità tra la teoria e la pratica in modo da analizzare gli stessi argomenti da un punto di vista sia teorico sia applicativo tramite esercitazioni in laboratorio. Verranno introdotti diversi temi riguardanti le tecnologie elettrico - elettroniche in modo da completare il panorama applicativo e di adeguare, per quanto possibile, il programma da svolgere allo sviluppo 2

3 della tecnica del settore. La metodologia di insegnamento comprenderà lezioni frontali, discussioni guidate, letture guidate, lavori di gruppo e attività sperimentali e di progettazione elettrico elettronico. Mezzi e strumenti Si ritiene opportuno l uso dei seguenti materiali: computer e programmi dedicati alle tecnologie elettrico - elettroniche, strumenti di misura elettrico - elettroniche, libri di testo ed altri, mezzi audiovisivi, visite guidate, incontri con esperti. Modalità di valutazione. Saranno effettuate verifiche formative nel corso della trattazione dei diversi moduli, come domande flash e risoluzione di esercizi a scelta multipla e problem solving. Le verifiche sommative saranno effettuate tramite: interrogazioni, prove scritte/pratiche di progettazione, test oggettivi a risposta multipla, questionari a risposte aperte, simulazioni informatiche guidate, relazioni orali e scritte. Il tipo di verifiche sarà scelto in relazione al modulo trattato e nell ottica di offrire ad ogni alunno la possibilità di esprimersi nella maniera a lui più congeniale. La valutazione degli alunni, sarà improntata ad una continua verifica, giorno per giorno, di coloro che con costanza e non con sforzi finali, si saranno applicati maggiormente. Nella valutazione finale sarà quindi tenuto in considerazione, oltre al profitto, anche la continua applicazione, la frequenza e l'impegno. Modalità di recupero L attività di recupero potrà essere attuata in forme diverse a seconda delle esigenze: ritornando sugli stessi argomenti per tutta la classe con modalità diverse; organizzando specifiche attività per gruppi di studenti; assegnando esercizi per casa agli studenti in difficoltà. Articolazione dei contenuti Gli argomenti trattati saranno: 3

4 Modulo 1-2 Proprietà elettriche della materia - Circuiti elettrici - Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati, allo scopo di intervenire nel montaggio, nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure stabilite ; - Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli impianti; - Gestire le esigenze del committente, reperire le risorse tecniche e tecnologiche per offrire servizi efficaci ed economicamente correlati alle richieste; Unità Progettazione, installazione, ricerca guasti, manutenzione - Cariche Elettriche - Corrente continua, variabile, alternata - Produzione di elettricità - Struttura dei circuiti - Corrente elettrica Tensione - Resistenza e legge di Ohm Resistività - Codice dei colori delle resistenze convenzionali - Resistori in SMD - Resistori a resistenza variabile Progettazione Installazione Ricerca guasti Manutenzione - Leggi di coulomb Effetti della corrente elettrica Isolanti Conduttore e semiconduttori - Corrente continua, variabile, alternata - Elettricità statica - Struttura dei circuiti - Flusso e densità di corrente - Misura della tensione - Misura della resistenza Legge di Ohm - Resistenze di un conduttore - Codice dei colori delle resistenze convenzionali - Resistori in SMD a strato e Reti resistive in SMD - Resistori variabili speciali Modulo 3-4 Reti elettriche - Energia, potenza e rendimento - Utilizzare la documentazione tecnica prevista dalla normativa per garantire la corretta funzionalità di apparecchiature,impianti e sistemi tecnici per i quali cura la manutenzione; - Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire nel montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti,nel rispetto delle modalità e delle procedure - Utilizzare correttamente strumenti di misura,controllo e diagnosi,eseguire la regolazione dei sistemi e degli impianti ; Unità Reti elettriche e principi di Kirchhoff - Resistenze in parallelo - Resistenze in serie - Connessioni miste di resistenze - Sistemi di equazioni ai nodi e alle maglie - Trasformazione triangolo - stella e stella - triangolo - Principio di sovrapposizione degli effetti - Bipoli attivi - Collegamenti di generatori elettrici - Teorema di Thevenin - Grandezze fondamentali Energia Potenza - Effetto termico della corrente - Rendimento elettrico Pile Accumulatori Principi di kirchhoff - Applicazioni del concetto di resistenze in parallelo - Applicazioni del concetto di resistenze in serie - Applicazioni delle connessioni miste - Sistemi di equazioni ai nodi e alle maglie - 4

5 Trasformazione triangolo - stella e stella triangolo - Principio di sovrapposizione degli effetti - Generatore ideale e generatore reale di tensione Generatore ideale e generatore d corrente - Collegamento in serie Collegamento in parallelo - Teorema di Thevenin - Massa Forza Forza dovuta alla gravità - Energia meccanica o lavoro Energia elettrica Misura dell energia - Potenza elettrica Misura della potenza - Legge di joule Densità di corrente Variazione della resistenza con la temperatura Energia calorica fornita ad un corpo Energia perduta da un apparecchio termico - Bilancio energetico dei circuiti - Forza elettromotrice (f.e.m.) di una pila Quantità di elettricità Parametri delle pile Tipi di pile - Accumulatore al piombo Accumulatore alcalino Effetto memoria e batteria al ni-mh e agli ioni di litio Pile a combustibile. Modulo 5-6 Campo elettrico e condensatori - Magnetismo ed elettromagnetismo - Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire al montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure - Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli impianti; Unità Campo elettrico - Condensatori elettrici - Permittività (costante dielettrica) - Condensatore ad armature piane - Condensatori in parallelo e in serie - Carica e scarica dei condensatori - Tipi di condensatore - Massa magnetica e campo magnetico - Forza magnetomotrice e induzione magnetica - Materiali magnetici e isteresi - Circuiti magnetici e legge Hopkinson - Campi magnetici e correnti elettriche - Autoinduzione e mutua induzione - Induttori ed elettromagneti Intensità del campo elettrico Induzione elettrica Rigidità dielettrica - Capacità di un condensatore Scariche elettriche ed elettricità atmosferica - Permittività (costante dielettrica) - Energia immagazzinata nei condensatori - Reti capacitive - Carica e scarica dei condensatori - Condensatori non polarizzati - Rottura dei condensatori e ricerca guasti - Condensatori in SMD o a montaggio superficiale - Condensatori variabili - Codici dei condensatori - Massa magnetica - Legge di Coulomb magnetica - Campo magnetico - Teoria semplificata del magnetismo - Spettri magnetici - Forza magnetomotrice - Induzione magnetica - Flusso magnetico - Variazione dell induzione - Isteresi magnetica - Legge di Hopkinson - Circuiti magnetici omogenei - Circuiti magnetici eterogenei - Applicazioni del magnetismo - Campo magnetico associato a una corrente elettrica - Forze elettromagnetiche (effetto motore) - Induzione elettromagnetica (effetto generatore) - Autoinduzione - Comportamento di una induttanza in corrente continua -Mutua induzione - Tipi di induttori - Codice di colori degli conduttori - Collegamento di induttori - Elettromagneti ed elettrocalamite. Modulo 7-8 Corrente alternata monofase - Potenza in corrente alternata monofase - Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati,allo scopo di intervenire al montaggio,nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure 5

6 - Utilizzare correttamente strumenti di misura, controllo e diagnosi, eseguire le regolazioni dei sistemi e degli impianti; - ( Propedeutico.) Gestire le esigenze del committente,reperire le risorse tecniche e tecnologiche per offrire servizi efficaci ed economicamente correlati alle richieste.; Unità Grandezze alternate - Principio di funzionamento di un alternatore - Semplici circuiti in corrente alternata - Circuiti serie - Circuiti parallelo - Filtri passivi - Risonanza serie - Effetti della corrente alternata e continua - Funzionamento di una centrale elettrica - Potenza attiva, reattiva e apparente - Perdita di potenza lungo la linea elettrica - Rifasamento degli impianti Elementi caratteristici di una grandezza alternata - Grandezze alternate sinusoidali - Rappresentazione di una grandezza alternata sinusoidale - Relazione tra il numero di giri del rotore e la frequenza - Circuito puramente induttivo - Circuito puramente capacitivo - Circuito ohmico induttivo (R-L) serie Circuito ohmico capacitivo (R-C) serie Circuito serie R-L-C - Circuiti serie R-L-C: caso generale - Circuiti parallelo R-L Circuito parallelo R-C - Filtro passivo R-C (passa-basso) Filtro passivo C-R (passa-alto) Filtri passivi R-L e L-R - Impiego dei circuiti risonanti - Effetto termico Effetto magnetico Effetto luminoso Effetto elettrostatico Effetto fisiologico - Centrale termica Centrale elettrica Centrale termoelettrica e a turbogas Centrale fotovoltaica Centrale eolica Centrale nucleare - Carico puramente resistivo Carico puramente induttivo Carico puramente capacitivo - Perdita di potenza lungo la linea elettrica - Vantaggi del miglioramento del fattore di potenza. Modulo 9-10 Norme CEI per il disegno di schemi elettrici - Componenti fondamentali di un impianto elettrico - Utilizzare, attraverso la conoscenza e l applicazione della normativa sulla sicurezza, strumenti e tecnologie specifiche; - Utilizzare la documentazione tecnica prevista dalla normativa per garantire la corretta funzionalità di apparecchiature, impianti sistemici tecnici per i quali cura la manutenzione; - Individuare i componenti che costituiscono il sistema e i vari materiali impiegati, allo scopo di intervenire nel montaggio, nella sostituzione dei componenti e delle parti, nel rispetto delle modalità e delle procedure - 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; Unità Norme fondamentali:parte grafica - Classificazione degli schemi - Scenario della normativa - Lista semplificata dei simboli e segni grafici - Esecuzione dello schema elettrico - Esempi di semplici schemi - Grandezze e sistemi caratteristici - Apparecchi di manovra e schemi d impianti - Prese spine e adattatori - Protezione da sovracorrenti,sovratensioni e disturbi elettrici Fusibili - Dispositivi di protezione SPD - Interruttori automatici magnetotermici - Cavi elettrici - Impianto elettrico in chiave elettronica Dimensioni dei fogli da disegno segni grafici e simbologia impiego del CAD - Classificazione degli schemi 6

7 - Scenario della normativa - Lista semplificata dei simboli e segni grafici - Esecuzione dello schema elettrico - Interruttore unipolare Interruttore bipolare Deviatore Invertitore - Grandezze e sistemi caratteristici - Interruzioni di correnti - Prese spine e adattatori - Protezione da sovracorrenti,sovratensioni e disturbi elettrici Fusibili - Dispositivi di protezione SPD - Interruttori automatici magnetotermici - Cavi armonizzati secondo le norme CEI colori distintivi delle anime dei cavi isolati tubi. Il Docente 7

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