PIANO DI LAVORO A.S. 2013/2014 Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici. Classe 3^ sez.a(e) Elettrotecnica

Transcript

1 Classe 3^ sez.a(e) Elettrotecnica PRESENTAZIONE DEL CORSO E SVILUPPO TEMPORALE DELLE UNITÀ DI APPRENDIMENTO: Il corso di (T.P.S.E.E.) viene presentato nel rispetto delle finalità del programma ministeriale, introducendo gli allievi alle varie problematiche, sia di tipo teorico, che tecnico con scelta di possibili soluzioni a problemi specifici reali. Il corso proposto, attraverso molteplici esperienze pratiche di elaborazione e con esempi di calcolo numerico, si prefissa lo scopo di condurre gli allievi all esecuzione progettuale con l uso di mezzi tradizionali e di personal computer come sistema di elaborazione dati, foglio elettronico, sviluppo grafico mediante uso di software per il disegno elettronico, di word processing e per la soluzione di problematiche di tipo elettrico ed elettronico con introduzione alle innovative soluzioni nel campo dell automazione civile. Il corso è orientato verso le problematiche delle installazioni civili con impianti gestiti in bassa tensione non trascurando però quelle relative ad impianti di natura speciale per la comunicazione, la segnalazione e la supervisione con moderni sistemi di gestione oltre l implementazione di sistemi elettronici aventi l applicazione nel settore tecnologico limitatamente agli impianti oggetto di studio. Non secondario l interesse per i problemi legati alla sicurezza degli operatori e degli utenti in genere, vengono presentate discusse e applicate tutte le leggi di settore e tutte le norme nazionali ed internazionali di riferimento a seconda della tipologia del progetto che può essere realizzato per ambienti normali e speciali sempre nel campo specifico delle civili abitazioni. Per lo sviluppo temporale delle singole unità di apprendimento relativamente alla formazione prevista per questo anno del corso di studi, si procede secondo l ordine di presentazione sottoesposto: No. Titolo Periodo Ore 1 Norme tecniche, disposizioni legislative e rappresentazione grafica degli apparati elettrici Set-Ott 20 2 Elementi di tecnologia elettrica ed elettronica Ott-Dic 18 3 Principali componenti degli impianti elettrici Dic-Feb 20 4 Normativa e sicurezza negli impianti elettrici e ulteriori impianti elettrici per civili abitazioni Feb-Apr 18 5 Il progetto degli impianti elettrici utilizzatori di piccola potenza Ott-Apr 28 6 Il progetto degli impianti di segnalazione, comunicazione e sicurezza Mar-Mag 12 7 Impianti per illuminazione di interni Apr-Mag 6 8 Criteri per il progetto degli impianti domotici: l automazione nelle civili abitazioni Mag-Giu 10 Qualora ritenuto necessario si attueranno periodi di sospensione didattica, con opportuna segnalazione agli allievi e al dirigente scolastico, sia nel primo che nel secondo quadrimestre, per ottimizzare il processo di apprendimento di tutti i componenti la classe. Il numero di ore settimanali a disposizione è di quattro, tutte sviluppate in laboratorio di TDP con la presenza dell insegnate tecnico-pratico.

2 MOTIVAZIONE DELL INTERVENTO DIDATTICO (finalità della disciplina - come si colloca all interno del percorso di studi - come contribuisce alla formazione della persona) (T.P.S.E.E.) è una disciplina di sintesi, principalmente mirata al conseguimento delle seguenti finalità: 1) far acquisire, attraverso un'attività progettuale rivolta ad uno specifico ambito tecnologico, capacità generali di sintesi e di organizzazione; 2) far acquisire, con un'impostazione didattica che procede per progetti, capacità di sistematizzazione delle conoscenze tecnologiche caratteristiche dell'indirizzo; 3) fornire capacità specifiche di rivisitazione e riorganizzazione di contenuti appresi in altre discipline, necessari per condurre in modo completo un progetto specifico. Al termine del corso l'allievo, affrontando problemi di complessità crescente, dovrà. acquisire conoscenze e operatività specifiche connesse ai passi tipici della progettazione: 1. posizione del problema e documentazione sull'oggetto dei progetto; 2. scelta di una possibile soluzione e individuazione delle componenti tecnologiche e degli strumenti operativi occorrenti; 3. documentazione specifica su materiali e componenti ed organizzazione delle risorse disponibili e reperibili (con particolare riferimento agli aspetti tecnici ed economici); 4. progetto di impianti civili tradizionali e innovativi/speciali; 5. stesura di preventivi di massima dei principali impianti; 6. realizzazione e collaudo dei principali dei principali impianti; 7. produzione di documentazione d'uso dei principali impianti. COMPETENZE E CONOSCENZE! Conoscere i principali enti normativi del settore elettrico/elettronico e le misure di protezione elettrica;! Conoscere i segni grafici fondamentali e i relativi codici letterali definiti dalle norme CEI-UNEL;! Conoscere le principali proprietà fisiche, chimiche ed elettriche dei materiali del campo impiantistico! Conoscere le apparecchiature ed i relativi schemi di collegamento per l impiantistica civile;! Saper identificare il tipo di schema relativo a impianti elettrici civili, secondo le diverse classificazioni;! Saper disegnare schemi di impianti elettrici, secondo le Norme CEI-UNEL.! Saper eseguire le varie fasi della progettazione con particolare riguardo alla documentazione relativa agli impianti civili.! Sviluppare capacità di sintesi ed organizzazione e di comunicazione del lavoro svolto.

3 NUMERO E TIPOLOGIA DELLE PROVE DI VERIFICA PREVISTE! Almeno due verifiche per quadrimestre secondo quanto previsto dalla programmazione del CDC.! Le tipologie di prova che saranno utilizzate, potranno essere: a) Orali b) Scritte ovvero Grafiche c) Pratiche d) Strutturate e) Relazioni e/o Progetti STRATEGIE DIDATTICHE PREVISTE PER FAVORIRE E MIGLIORARE I PROCESSI DI APPRENDIMENTO (anche eventuali lavori interdisciplinari) Per la natura interdisciplinare di questo insegnamento, l impostazione didattica prevalente sarà per progetti con l uso delle metodologie dello studio del caso, della simulazione e della ricerca di gruppo. Le altre strategie didattiche, quali la lezione dialogata e la lezione frontale saranno utilizzate per introdurre, richiamare e puntualizzare le conoscenze disciplinari descritte nei macroargomenti e quelle pluridisciplinari necessarie per la conduzione del progetto. In particolare si ricordano le seguenti metodologie: a) Lezioni frontali con approccio sistemico; b) Impostazione didattica di esercitazioni di cablaggio a difficoltà crescente riguardo la complessità di funzionamento e delle apparecchiature utilizzate; c) Esercitazioni e lavori di gruppo guidati dall insegnante; d) Utilizzo di manuali e documentazione tecnica specifica delle apparecchiature utilizzate per applicazioni nell impiantistica elettrica civile; e) Utilizzo di supporti informatici per la realizzazione degli schemi elettrici e delle relazioni a corredo delle esercitazioni pratiche, per la verifica degli argomenti svolti e per la scelta e il dimensionamento delle apparecchiature; f) Conferenze e visite ad aziende. MATERIALI E SUPPORTI DIDATTICI UTILI a) Libro di testo b) Dispense c) Filmati d) Componenti e strumenti per le esercitazioni pratiche, relativi a ciascun modulo e) Videoproiettore f) Cataloghi tecnici g) Programmi applicativi INTERVENTI INTEGRATIVI Si prevedono fasi di recupero in itinere al fine dare la possibilità di recupero agli studenti che presentano situazioni didattiche non soddisfacenti.

4 UNITA DI APPRENDIMENTO N.1 Norme tecniche, disposizioni legislative e rappresentazione grafica degli apparati elettrici Periodo: Settembre-Ottobre Ore di lezione: 20! essenziali di disegno tecnico acquisite nel biennio in tecnologia.! Applicazione delle norme tecniche e delle disposizioni legislative per installazioni elettriche ed elettroniche! Applicazione delle norme tecniche per il disegno degli schemi elettrici. Segni grafici norme CEI.! Tipi di scale, tipi di linee, formato dei fogli. Schemi elettrici unifilari, multifilari, di principio, di montaggio, funzionali.! Uso di programmi applicativi CAD, i layers, i simboli e le librerie di simboli.! Conoscere le principali norme per il tracciamento dei segni grafici.! Conoscere la classificazione degli schemi elettrici.! Conoscere i principi generali per la corretta esecuzione di uno scema circuitale.! Saper rappresentare schematicamente gli elementi di un circuito elettrico.! Saper interpretare gli schemi elettrici.! Saper eseguire uno schema circuitale rispettando le proporzioni consigliate dalle norme

5 UNITA DI APPRENDIMENTO N.2 Elementi di tecnologia elettrica ed elettronica Periodo: Ottobre-Dicembre Ore di lezione: 18! matematiche di base! acquisite nel biennio di fisica, chimica e tecnologia.! Struttura atomica della materia! Sistema delle unità di misura internazionale (SI)! Effetti delle forze applicate ai corpi! Aspetti tecnologici dei diversi materiali impiegati nelle costruzioni elettriche ed elettroniche! Proprietà fisiche e chimiche! Proprietà meccaniche: Trazione, Compressione, Flessione, Taglio, Torsione, Durezza, Resilienza, Sollecitazione a fatica, Coefficiente d'attrito.! Proprietà elettriche, Materiali conduttori e loro applicazioni. Variazione della resistenza con la temperatura.! Proprietà magnetiche, Materiali ferromagnetici e loro applicazioni, Proprietà isolanti, Materiali isolanti e loro applicazioni.! Aspetti tecnologici dei vari componenti circuitali impiegati nelle costruzioni elettriche ed elettroniche! Conoscere le principali proprietà fisiche, chimiche e tecnologiche dei materiali.! Conoscere le principali proprietà elettriche e magnetiche dei materiali elettrici ed elettronici più diffusi.! Conoscere le caratteristiche funzionali, gli impieghi e i principali aspetti tecnologici dei componenti passivi utilizzati nei circuiti elettrici ed elettronici.! Saper scegliere i materiali in funzione del loro impiego nel campo elettrico ed elettronico! Saper indicare i modi di installazione dei materiali nel campo elettrico ed elettronico! Sapersi documentare sui tipi di materiali da impiegare per le varie applicazioni elettriche ed elettroniche

6 UNITA DI APPRENDIMENTO N.1 Proprietà fisiche, chimiche ed elettriche dei materiali Periodo: Settembre-Ottobre Ore di lezione: 8! Conoscenza delle principali grandezze fisiche! Conoscenza delle principali unità di misura! Proprietà fisiche e chimiche! Proprietà meccaniche: Trazione, Compressione, Flessione, Taglio, Torsione, Durezza, Resilienza, Sollecitazione a fatica, Coefficiente d'attrito.! Proprietà elettriche, Materiali conduttori e loro applicazioni. Variazione della resistenza con la temperatura.! Proprietà magnetiche, Materiali ferromagnetici e loro applicazioni, Proprietà isolanti, Materiali isolanti e loro applicazioni.! Esercitazioni pratiche: esempi pratici di materiali usati nel campo elettrico e tecnologico.! Conoscere le principali proprietà chimiche e fisiche dei materiali.! Conoscere le principali proprietà elettriche dei materiali.! Conoscere le principali proprietà magnetiche dei materiali.! Saper scegliere i materiali in funzione del loro impiego nel campo elettrico! Saper indicare i modi di installazione dei materiali nel campo elettrico! Saper riconoscere i tipi di materiali da impiegare per le varie applicazioni elettriche

7 UNITA DI APPRENDIMENTO N.3 Il progetto di impianti elettrici negli edifici ad uso civile Periodo: Ottobre-Febbraio Ore di lezione: 20! Conoscenza della legge Ohm e dei principi di Kirchhoff;! Aver raggiunto gli obiettivi minimi dei moduli precedenti.! Caratteristiche costruttive delle apparecchiature di comando di uso più comune in ambito domestico: prese, interruttori, commutatori, deviatori, invertitori, pulsanti, relè passo-passo, relè temporizzati, prese TV, prese TP.! Sezioni minime dei conduttori e colori degli isolanti dei cavi per energia in ambiente domestico.! Siglatura dei cavi per energia.! Gradi di protezione IP degli involucri.! Norme di comportamento per l uso in sicurezza del laboratorio. Intervento sui dispositivi di sicurezza e di interruzione dell energia elettrica.! Esercitazioni pratiche: disegno degli schemi elettrici (topografici, unifilari, multifilari, di principio, di montaggio, funzionali) di impianti di illuminazione civile e di cablaggio dei seguenti circuiti di comando di gruppi di lampade: o impianto di un punto luce comandato da un solo punto; o impianto di due punti luce comandati da un commutatore; o impianto di un punto luce comandato da 2 punti (con deviatori); o impianto di un punto luce comandato da più di 2 punti (con deviatori ed invertitori);! Conoscere le norme di comportamento e le modalità di intervento in materia di sicurezza! Conoscere le apparecchiature elettriche per i circuiti negli impianti civili! Saper consultare cataloghi tecnici! Saper leggere circuiti elettrici relativi a impianti civili! Saper realizzare il cablaggio di semplici circuiti elettrici relativi a impianti civili

8 UNITA DI APPRENDIMENTO N.4 Normativa e sicurezza negli impianti elettrici e ulteriori impianti elettrici per civili abitazioni Periodo: Febbraio-Aprile Ore di lezione: 16! Aver raggiunto gli obiettivi minimi del modulo precedente.! Caratteristiche costruttive e tecniche dei relè di uso più comune in ambito domestico : relè passopasso, relè temporizzati.! Caratteristiche elettriche principali delle apparecchiature di protezione dell impianto elettrico da sovraccarichi e cortocircuiti : interruttore automatico magnetotermico.! Effetti della corrente elettrica sul corpo umano;! L impianto di terra: costituzione e funzione;! Caratteristiche elettriche principali delle apparecchiature di protezione delle persone da contatti diretti e indiretti : interruttore automatico differenziale.! Esercitazioni pratiche di disegno degli schemi elettrici e di cablaggio dei seguenti circuiti di comando di gruppi di lampade: o impianto di un punto luce comandato da due o più punti con relè interruttore; o impianto di due punti luce comandati da due o più punti con relè commutatore; o o impianto luce comandato da relè a tempo (luce scale); collegamento di un centralino di appartamento completo di protezione dai contatti diretti e indiretti (interruttore automatico differenziale) e dai sovraccarichi e cortocircuiti (interruttori automatici magnetotermici ) e cablaggio di una delle esercitazioni precedenti.! Conoscere le tipologie di relè e il loro utilizzo tipico in ambito domestico;! Conoscere le caratteristiche tecniche, costruttive e di intervento di interruttori automatici magnetotermici e degli interruttori differenziali (salvavita)! Saper consultare cataloghi tecnici! Saper realizzare il cablaggio di circuiti elettrici per il comando di utenze domestiche! Saper disegnare con un programma CAD semplici circuiti elettrici

9 UNITA DI APPRENDIMENTO N.5 Il progetto degli impianti di segnalazione e di comunicazione Periodo: Aprile-Maggio Ore di lezione: 8! Aver raggiunto gli obiettivi minimi del modulo precedente.! Impianti elettrici ausiliari in ambito civile: impianti citofonici e videocitofonici, antintrusione e allarme, radiodiffusione, impianti di antenne TV.! Difetti di funzionamento e individuazione dei principali guasti negli impianti speciali! Esercitazioni pratiche di disegno degli schemi elettrici e di cablaggio dei seguenti circuiti di comando di gruppi di lampade: o Impianto di suonerie con comando e segnalazione da uno e più punti o Impianto richiesta di udienza per uffici o Impianto di segnalazioni ottiche tra uffici o Impianto di segnalazioni ottiche tra uffici con indicatore di piano o Impianto fonico fra due citofoni in coppia o Impianto fonico fra due citofoni con posto esterno e serratura elettrica! Conoscere le apparecchiature si segnalazione e comunicazione utilizzate per impianti civili! Capire semplici circuiti di segnalazione e comunicazione e saper realizzare il cablaggio corrispondente.! Saper consultare cataloghi tecnici! Saper leggere circuiti di segnalazione e comunicazione! Saper realizzare il cablaggio di circuiti di segnalazione e comunicazione

10 UNITA DI APPRENDIMENTO N.6 Progettazione dell impianto elettrico di un unità abitativa Periodo: Maggio-Giugno Ore di lezione: 10! Aver raggiunto gli obiettivi minimi del modulo precedente.! Principali regolamentazioni da rispettare nella realizzazione degli impianti elettrici in ambito civile secondo le Norme CEI 64-8.! Impianti elettrici ausiliari in ambito civile: impianti citofonici e videocitofonici, rilevamento fumi e gas, antintrusione e allarme, radiodiffusione, impianti di antenne TV.! Uso di software specifico per la progettazione di impianti elettrici: spiegazione e dimostrazione sull'uso di programma dedicato per la tracciatura della planimetria, l'inserimento di simboli per gli arredi e per le apparecchiature elettriche, schema del centralino, analisi composizione ed estrazione automatica della lista dei componenti inseriti.! Esercitazioni pratiche: Progettazione dell'impianto elettrico di un'unità abitativa (seguendo la guida CEI 64-50) completa di preventivo spesa con uso di un CAD Elettrico.! Conoscere i principali tipi di impianti per edifici di uso civile! Conoscere le tipologie di ambiente al fine della progettazione di impianti elettrici civili! Conoscere le grandezze necessarie per il dimensionamento di un impianto elettrico! Conoscere le tipologie dei circuiti di distribuzione! Conoscere le caratteristiche delle apparecchiature di protezione! Conoscere le caratteristiche dei cavi commercializzati! Saper disegnare la planimetria e lo schema topografico dell'impianto con almeno i circuiti di distribuzione dell'energia! Saper impostare correttamente il quadro elettrico generale di un appartamento e suddividere negli opportuni circuiti l'impianto elettrico! Saper scegliere le apparecchiature di protezione necessarie per la sicurezza dell'impianto! Saper redigere un elenco di tutti i componenti necessari e fare un preventivo di massima