Saper definire le grandezze elettriche, utilizzare le unità di misura e saper utilizzare multipli e sottomultipli delle grandezze nei calcoli

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1 Programma preventivo di ELETTRONICA e ELETTROTECNICA articolazione ELETTRONICA a.s Classe: 3 A ELETTRONICA e ELETTROTECNICA Docenti : Francesco Dell Aquila Fabio Pedretti Bibliografia: Elettrotecnica ed Elettronica vol. 1 di E. Ambrosini e F. Spadaro edizioni Tramontana Primo Quadrimestre Modulo Contenuti Abilità Risorse e Modulo 1 Nozioni introduttive di Elettrotecnica Cenni sulla struttura della materia, materiali conduttori, isolanti e semiconduttori. La corrente elettrica: quantità di elettricità, intensità di corrente, densità di corrente. Generatore elettrico di tensione. Unità di misura delle grandezze elettriche Multipli e sottomultipli delle unità di misura. Saper definire le grandezze elettriche, utilizzare le unità di misura e saper utilizzare multipli e sottomultipli delle grandezze nei calcoli Metodologia Periodo settembre - ottobre Modalità Verifica Modulo 2 Componenti e circuiti elettrici Componenti elettrici e circuiti: il resistore, la resistenza, resistività e conducibilità; la legge di Ohm. Resistenze in serie e resistenze in parallelo. Saper applicare la legge di Ohm e analizzare un circuito con resistenze. Saper calcolare la resistenza totale o equivalente di un circuito. ottobre - Modulo 3 (prima parte) Leggi fondamentali della elettrotecnica. Legge di Ohm generalizzata (in un circuito chiuso) Partitore di tensione. Partitore di corrente. Potenziometro e trimmer. Saper calcolare la corrente e la tensione in un circuito resistivo. Applicare la teoria dei circuiti ottobre

2 alle reti sollecitate in continua. Saper dimensionare un partitore di tensione. Modulo 3 (seconda parte) Leggi fondamentali della elettrotecnica. Modulo 4 Laboratorio (Strumenti ed esercitazione pratica) Modulo 5 Energia e potenza elettrica Modulo 6 Laboratorio: di un circuito Risoluzione dei circuiti elettrici: legge di Ohm generalizzata, leggi di Kirchoff; principio di Millman; principio di sovrapposizione degli effetti. La strumentazione di base di laboratorio:alimentatore, multimetro.. Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio Realizzazione su breadboard dei circuiti studiati. Misure di tensione e di corrente mediante multimetro. Legge di Joule e la potenza elettrica; rendimento di un generatore. Condizioni di massimo trasferimento di potenza tra generatore e utilizzatore. Simulazione dei circuiti studiati: analisi in continua Applicare la teoria dei circuiti alle reti alimentate in continua. Saper calcolare correnti e tensioni di un circuito costituito da più resistori e generatori. Utilizzare consapevolmente gli strumenti scegliendo adeguati metodi di misura. Saper utilizzare il multimetro per misurare tensione e corrente. Interpretare i risultati delle misure Calcolare la potenza generata e dissipata in un circuito lineare. Utilizzare un software per la dei circuiti elettrici. Laboratorio novembre - dicembre Tutto l anno scolastico Dicembre - gennaio Tutto l anno scolastico Esercitazioni di laboratorio Esercitazioni di laboratorio

3 Secondo Quadrimestre Modulo 7 Elettronica digitale: Elettronica digitale Sistemi di numerazione: binario, (sistemi di ottale, decimale, esadecimale. numerazione) Conversione tra le basi. Complemento a uno e complemento a due di un numero binario. Utilizzare sistemi di numerazione ed effettuare la conversione da una base all altra. febbraio Modulo 8 Elettronica digitale (Reti logiche combinatorie) Variabili logiche e circuiti combinatori. Algebra di Boole: proprietà e teoremi. Funzioni logiche fondamentali; Livelli logici e circuiti logici; concetto di porta logica; porte logiche or, and, not, nand, nor, exor, exnor. Operare con variabili e funzioni logiche febbraio Tabella della verità di una porta logica combinatoria; funzione logica; prima e seconda forma canonica. Progetto e realizzazione di una rete logica combinatoria. Progettare una rete logica febbraio Circuiti logici come decoder, encoder, multiplexer, demultiplexer, comparatore di bit; Operazione di somma binaria: circuiti half-adder e full-adder. Reti logiche a solo porte nand e solo porte nor. Analizzare e progettare circuiti digitali con IC a media scala di integrazione. marzo Modulo 9 Codici Codici numerici ed alfanumerici: binario, gray, bcd, ascii. Convertitori di codici. Saper interpretare un codice. marzo

4 Modulo 10 Elettronica digitale (Reti logiche Sequenziali) Decoder BCD-7 segmenti Circuiti sequenziali: caratteristiche, variabili di stato, tabella di stato, tabella di transizione, diagramma degli stati. Latch SR, Flip-flop di tipo JK, T, D. Segnale di clock: generalità, periodo e duty-cycle. Contatori: generalità, classificazione. Progetto di un contatore asincrono binario, non binario (o modulo qualunque), contatori avantiindietro. Progetto di un contatore sincrono binario e non binario; contatore avanti-indietro. Registri: generalità, classificazione; registro a scorrimento; caricamento seriale e parallelo di un registro; generatore di sequenza con registro a scorrimento; contatore ad anello. Analizzare e progettare circuiti digitali di tipo sequenziale a media scala di integrazione marzo - aprile Modulo 6 Simulazione di circuiti Modulo 11 Elettrostatica Simulazione con Pspice dei circuiti studiati: analisi di tipo transient.. Elettrostatica Fenomeni elettrostatici, legge di coulomb, campo elettrico, effetti del campo elettrico, Capacità elettrica e condensatore; Condensatori in serie ed in parallelo; energia di un Utilizzare un software per la dei circuiti elettrici ed elettronici. Concetti fondamentali sul campo elettrico Conservazione e dissipazione dell energia nei circuiti elettrici e nei campi elettromagnetici aprile Aprile - maggio Esercitazioni di laboratorio

5 Modulo 12 Elettromagnetismo condensatore. Magnetismo ed elettromagnetismo Fenomeni magnetici, elettromagnetismo ed induzione magnetica; Campi magnetici e legge della circuitazione magnetica; flusso magnetico; proprietà magnetiche dei materiali; magnetizzazione di un materiale ferromagnetico; circuiti magnetici; legge dell induzione magnetica; autoinduzione magnetica; energia del campo magnetico; mutua induzione, induttori in serie e parallelo. Concetti fondamentali sul campo magnetico Conservazione e dissipazione dell energia nei circuiti elettrici e nei campi elettromagnetici maggio Modulo 13 Componenti discreti: diodo e transistore. Componenti discreti: diodi e transistori. Rilievo della caratteristica di un diodo, polarizzazione di un diodo; polarizzazione di un transistore, transistore nel funzionamento onoff. Saper utilizzare componenti discreti anche in reti digitali; saper polarizzare diodo e transistore nel funzionamento on-off. maggio Lo studio, teorico e pratico, del corso di elettronica ed elettrotecnica deve consentire allo studente di sviluppare le proprie capacità di analisi e di progetto di molti circuiti elettrici e elettronici, logici, combinatori e sequenziali, semplici, ma fondamentali. Lo svolgimento del programma porterà alla conoscenza dei principali metodi di misura e delle caratteristiche funzionali dei fondamentali strumenti di misura. Le verifiche e le valutazioni saranno effettuate con prove orali, scritte e pratiche. Metodologie di lavoro utilizzate: - lezioni frontali; - lezioni con proiezione e studio di schemi; - attività di laboratorio con mediante l uso di software applicativo ( Pspice ) e con l impiego della strumentazione del laboratorio

6 di elettronica ( multimetro, oscilloscopio, alimentatore ). - attività di ricerca. Criteri di valutazione: - conoscenza e comprensione; - abilità nella soluzione di problemi; - capacità di analisi, collegamento e di sintesi. Griglia di Valutazione VOTO/10 GIUDIZIO DESCRITTORI Fino a 3 Gravemente Assenza di conoscenze / Scarso impegno/ Obiettivi non insufficiente raggiunti 4 Insufficiente Poca partecipazione/ Conoscenze frammentarie/ Obiettivi in buona parte non raggiunti 5 Mediocre Partecipazione saltuaria/ Esposizione approssimativa/ Obiettivi raggiunti solo parzialmente. 6 Sufficiente Esposizione nel complesso adeguata/ Organizzazione essenziale / Obiettivi minimi raggiunti 7 Discreto Partecipazione attiva/ Applicazione continua/ Conoscenze adeguate/ Esposizione corretta 8 Buono Impegno e partecipazione/ Dominio delle conoscenze e degli strumenti logici/ Chiarezza espositiva/ tutte le competenze sono raggiunte Ottimo Forte motivazione/ Conoscenze vaste ed approfondite/ Elaborazione autonoma/ Piena padronanza nell'esposizione/ Notevoli capacità di sintesi e analisi/ Competenze completamente raggiunte e arricchite da contributi personali. Bologna 08/11/2014 I docenti Francesco Dell Aquila Fabio Pedretti