Elettrotecnica ed Elettronica Guida per l Insegnante

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1 Enrico Ambrosini Elettrotecnica ed Elettronica Guida per l Insegnante

2 2012 RCS Libri S.p.A. - Milano Prima edizione: gennaio 2012 I diritti di traduzione e riproduzione, totali o parziali anche ad uso interno e didattico con qualsiasi mezzo, sono riservati per i paesi. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n Le riproduzioni per uso differente da quello personale potranno avvenire, per un numero di pagine non superiore al 15% del presente volume, solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, c.so di Porta Romana, 108, Milano, segreteria@aidro.org sito web La realizzazione di un libro presenta aspetti complessi e richiede particolare attenzione nei controlli: per questo è molto difficile evitare completamente errori e imprecisioni. L editore ringrazia sin da ora chi vorrà segnalarli alle redazioni. Per segnalazioni o suggerimenti relativi al presente volume scrivere a: Direzione Editoriale RCS Libri S.p.A. - Divisione Education, via Rizzoli 8, Milano, fax L editore è presente su Internet all indirizzo: Indicazioni ed aggiornamenti relativi alla presente guida saranno disponibili sul sito. Ai sensi delle leggi sul copyright, questa pubblicazione non può essere riprodotta o trasmessa in alcun formato, elettronico o meccanico, ivi compresi fotocopie, registrazioni, archiviazioni in un sistema di reperimento dati, o traduzioni, interamente o in parte, senza previo consenso scritto dell Editore. Ne è solo consentita la stampa a fini didattici in ambito domestico.

3 Indice P A R T E 1 Guida al corso 1 Chiave di lettura del corso La struttura del corso. 5 3 La struttura del singolo volume 7 4 Elementi didattici nel testo 7 5 Parte digitale Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali Simboli più frequentemente utilizzati in questo corso Le lezioni multimediali Le schede di laboratorio 12 P A R T E 2 Supporto ai docenti 1 Guida all itinerario didattico del terzo anno Guida all itinerario didattico del quarto anno Un esempio di modalità di verifica Classe terza ITI verifica sezione 1A Classe terza ITI verifica sezione 1B Classe terza ITI verifica sezione 1C Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento (articolazioni Elettronica e Automazione) Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento (articolazione Elettrotecnica)... 28

4 P A R T E 1 Guida al corso 1 Chiave di lettura del corso In questo paragrafo si riporta una sintesi grafica della struttura del corso e di tutte le sue caratteristiche. Per un dettaglio maggiore degli aspetti più significativi si rinvia ai paragrafi successivi. Struttura del corso Unità di apprendimento (1, 2, 3 ) Iniziano con: - obiettivi di competenza intermedi - obiettivi di competenza finali - sintesi dei contenuti su carta e digitali eventualmente divise in sezioni Nei libri Sezioni 1A, 1B, 1C,... Sezioni 2A, 2B, 2C,... Sezioni 3A, 3B, 3C, Titoletti di richiamo degli argomenti trattati Teoria divisa in paragrafi con nuvole delle parole chiave per ogni unità di lavoro Post it con brevi riassunti concettuali Note storiche nelle colonne a sinistra del testo con finestre Non solo teoria per un immediato contatto con la realtà applicativa e finestre Facciamo il punto con mappe concettuali di sintesi Rimandi ad altre parti dell opera Al termine delle singole sezioni la Verifica con Test, Problemi svolti e Problemi da svolgere Riquadro con : - prerequisiti - contenuti trattati - riferimenti teorici al termine di tutta la teoria Titoletti Post it Rimandi indicazione dei file appositamente creati nelle colonne a sinistra del testo a inizio singole lezioni Lezioni multimediali relative alle diverse sezioni teoriche e, normalmente, sviluppabili anche antecedentemente alle stesse utili per capire la teoria in modo intuitivo con simulazioni appositamente create tre categorie sviluppabili autonomamente dalla teoria integrative alla teoria integrative alla teoria ma sviluppabili autonomamente da essa al termine delle lezioni multimediali Schede di laboratorio catalogate per sezioni e unità di apprendimento a inizio singole schede indicazione dei file di supporto previsti 4

5 Approfondimenti di tipo matematico: soprattutto derivazioni di formule non giustificate nella teoria Schede integrative integrazioni al testo base di teoria Schede di laboratorio integrativo catalogate per sezioni e unità di apprendimento Soluzioni di Test, Problemi e Quesiti di laboratorio relative sia alla parte cartacea che a quella digitale Materiale per (da scaricare via Internet) Problemi integrativi relativi anche agli approfondimenti e alle schede integrative Multisim quattro casi Unità di apprendimento e/o sezioni integrative Lezioni multimediali (in apposita cartella) caratterizzati dalla sigla LS Laboratori caratterizati dalla sigla LB Non solo teoria caratterizati dalla sigla NT Materiali vari Caratterizzati dalla sigla MV strutturate come quelle dei libri numerati numerazione unica Starter kit di Multisim 11 Starter kit di Ultiboard 11 guide essenziali in italiano a questi software a partire da: -100 per il 1 volume per il 2 volume per il 3 volume a partire da: -100 per il 1 volume per il 2 volume per il 3 volume File delle simulazioni Ultiboard LabVIEW raccolti in singole cartelle che richiamano la Non solo teoria di riferimento e che contengono i diversi file previsti Manuale dei data sheet ovvero Altre categorie raccolti Guida in pdf con raccolta guidata ai data sheet dei componenti digitali in singole cartelle che richiamano l argomento di riferimento e che contengono i diversi file previsti Data sheet ovvero Raccolta dei data sheet dei componenti considerati nel testo numerati a partire da 100 Abbreviazioni usate nel testo f.e.m. = forza elettromotrice d.d.p. = differenza di potenziale c.d.t. = caduta di tensione f.c.e.m. = forza contro elettromotrice f.m.m. = forza magneto motrice f.d.p. = fattore di potenza G.d.F. = generatore di funzioni f.d.t. = funzione di trasferimento 2 La struttura del corso Questo corso di Elettrotecnica ed Elettronica copre il secondo biennio e il quinto anno dell indirizzo di Elettronica ed Elettrotecnica degli Istituti Tecnici Industriali riformati ed è così articolato: volume 1 comune a tutte le articolazioni; volume 2 che copre l articolazione Automazione mentre per le altre è previsto un ulteriore fascicolo di completamento che va ad aggiungersi al vol. 2 : o fascicolo per articolazione Elettronica; o fascicolo per articolazione Elettrotecnica; volume 3 differenziato per le singole articolazioni: o volume per articolazione Elettronica; o volume per articolazione Automazione; o volume per articolazione Elettrotecnica. 5

6 Il corso è diviso in unità di apprendimento, normalmente suddivise in più sezioni e ogni unità di apprendimento presenta una pagina iniziale con l obiettivo di competenza finale da raggiungere e gli obiettivi di competenza intermedi delle singole sezioni: In questa pagina, inoltre, è presente una sintesi di i contenuti (cartacei e digitali) dell unità, infatti il singolo libro del corso presenta, a integrazione della parte cartacea o dell equivalente nel caso di ebook, una sezione digitale (scaricabile via Internet tramite apposito codice allegato al libro) individuata con il simbolo : 6

7 3 La struttura del singolo volume (parte cartacea o equivalente per gli ebook) Testo base con lo sviluppo essenziale degli argomenti. Test di verifica, problemi svolti e da svolgere, questi ultimi con soluzioni in. Schede di laboratorio raccolte a fine volume e classificate secondo le unità e sezioni di riferimento. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce. Lezioni multimediali, ovvero dei testi per l uso passo-passo di simulazioni appositamente create e fornite nella sezione aula digitale, che vogliono essere un approccio intuitivo ai concetti più impegnativi, e che senza rinunciare all approccio teorico, comunque sempre presente, permettono la realizzazione di lezioni meno tradizionali tramite l uso in abbinamento a un PC di LIM o proiettori. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce. 4 Elementi didattici inseriti nel testo (parte cartacea o equivalente per gli ebook) Facciamo il punto, ovvero mappe che riassumono i concetti più significativi, al termine di singoli raggruppamenti di contenuto omogeneo: Potranno essere usate oltre che per un ripasso individuale anche per un ripasso collettivo in classe stimolando gli studenti all eventuale espansione delle singole voci. Post-it con piccoli riassunti concettuali nel colonnino alla sinistra del testo: Note storiche riferite a personaggi e avvenimenti significativi per la materia nel colonnino alla sinistra del testo: Non solo teoria, ovvero schede che affrontano in forma pratica aspetti e applicazioni della materia per fornire subito una chiave di lettura sull utilità della teoria oggetto di studio: 7

8 Il circuito proposto I file di supporto disponibili: - file Multisim per la simulazione; - i file Ultiboard per il progetto del PCB; - il manuale dei data sheet per le caratteristiche dei componenti usati. Queste schede, se inerenti argomenti elettronici, talvolta si spingono fino a proporre la realizzazione pratica di un circuito. Si noti, in corrispondenza del simbolo, il rimando a specifici file di supporto (nell esempio considerato un file per la simulazione con Multisim, una cartella con il progetto del PCB realizzato con Ultiboard e un rimando al Manuale dei data sheet per le caratteristiche dei componenti usati). Evidenziazione in riquadri delle formule concettualmente conclusive di un discorso: si tratta delle formule che hanno rilevanza autonoma e non solo significato come passaggio matematico intermedio. Indicazione grafica del grado di difficoltà dei problemi e dei paragrafi di riferimento. Rimandi ai laboratori e alle lezioni multimediali. Rimandi ai contenuti della sezione : approfondimenti, schede integrative, problemi integrativi, laboratori integrativi, ulteriori lezioni multimediali, ulteriori unità e/o sezioni di teoria, specifici file di simulazione. Apertura delle singole sezioni con un immagine di parole chiave che sintetizza i contenuti e utilizzabile per un ripasso finale: Al termine delle verifiche della prima sezione della prima unità di apprendimento è riportato un esempio d uso di queste parole chiave utili per ricostruire quanto studiato nella sezione considerata. 8

9 Ampio uso di software di simulazione (senza necessità di particolari prerequisiti) con particolare riferimento a Multisim, Ultiboard e LabVIEW della NI nei laboratori, nelle lezioni multimediali, ecc. 5 Parte digitale DVD allegato al volume 1 con Software National Instruments (Multisim, Ultiboard e LabVIEW) con licenza gratuita per uso limitato a fini didattici in ambito domestico. Si tratta di software di elevata qualità offerto gratuitamente a chi acquista il volume 1 del corso. Il che permetterà allo studente e al docente di operare anche a casa propria sfruttando le molte simulazioni proposte nel corso. Nella sezione scaricabile via Internet o File di simulazione previsti per le lezioni multimediali, l attività di laboratorio, ecc. o Approfondimenti teorici, ovvero dimostrazioni matematiche di relazioni non giustificate nel testo di teoria (l elenco nell indice dei singoli volumi). o Schede integrative per ampliare la teoria del testo base e richiamate con appositi rimandi nel testo (l elenco nell indice dei singoli volumi). o Unità di apprendimento, sezioni e schede di laboratorio aggiuntive a quelle del testo base (l elenco nell indice dei singoli volumi). o Problemi integrativi svolti e non svolti per approfondire contenuti non essenziali (la loro presenza è richiamata nelle parti del testo dedicate alle verifiche). o Manuale dei data sheet per i componenti dell elettronica digitale di base (con il vol. 1) e data sheet dei costruttori per gli altri componenti considerati nel testo. o Guide (in italiano) all uso dei programmi National Instruments. 6 Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali Di seguito si riportano le corrispondenze tra le conoscenze indicate nelle linee guida ministeriali e le unità di apprendimento, e relative sezioni, dei volumi 1 e 2 di questo corso (analoga corrispondenza verrà predisposta nell aggiornamento di questa guida quando usciranno i volumi del 5 anno). Non abbiamo considerato gli obiettivi di abilità ministeriali perché, risultando di ampio respiro e spesso trasversali alle diverse unità di apprendimento, sono sempre perseguibili grazie alla presenza di i contenuti richiesti. Sarà comunque compito del docente tenerli presenti durante la sua attività didattica. Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 1 (3 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi generali e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e U.A. 8 La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 1B, 2B e 4A La strumentazione di base: SZ. 1C Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Caratteristiche dei circuiti integrati: SZ. 4A Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione Metodo simbolico per l analisi dei circuiti: SZ. 8A di laboratorio: SZ. 1C Componenti circuitali e loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B I manuali di istruzione: dove necessario Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Algebra di Boole: SZ. 3C Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico SZ. 2A e Famiglie dei componenti logici: SZ. 4A 7A Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3C, U.A. 4 e 5 Conservazione e dissipazione dell energia nei circuiti elettrici e nei campi Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5 elettromagnetici SZ. 1C, 1D e 7B Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove Dispositivi programmabili: U.A. 6 necessario 9

10 Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 1 (3 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8 Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 Leggi fondamentali dell elettromagnetismo: U.A. 7 Fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C Circuiti magnetici: SZ. 7B Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C La strumentazione di base: SZ. 1C Conservazione dell energia con riferimento al bilancio delle potenze: SZ. 1B, Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario 1D e 8B Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione Rifasamento: SZ. 8B di laboratorio: SZ. 1C Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali. Diagrammi vettoriali: SZ. I manuali di istruzione: dove necessario 8A Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ 1C Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Metodo simbolico: SZ. 8A Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 1C Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B, 8A Campo elettrico e campo magnetico: SZ. 2A e 7A Bilancio energetico, componenti attivi e passivi: SZ. 1B,1D e 8B Conservazione e dissipazione dell energia nei circuiti elettrici e nei campi Algebra di Boole: SZ. 3C elettromagnetici: U.A. 1, 7 e 8 Il sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 8B Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3A, 3C, U.A. 4 e 5 Manualistica d uso e di riferimento: dove necessario Registri, contatori, codificatori e decodificatori: SZ 4B, 5B e 5C Software dedicati: dove necessario Diagrammi vettoriali: SZ. 8A Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove Circuiti magnetici: SZ. 7B necessario Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Automazione - vol. 1 (3 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8 Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C Tipologie di segnali: SZ. 1C La strumentazione di base: SZ. 1C Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di Il metodo simbolico: SZ. 8A laboratorio: SZ. 1C Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B Manuali di istruzione: dove necessario Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C Algebra di Boole: SZ. 3C Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C Le famiglie dei componenti logici: SZ. 4A Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico: SZ. 2A e Reti logiche combinatorie e sequenziali: U.A. 3, 4 e 5 7A Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5 Conservazione e dissipazione dell energia nei circuiti elettrici e nei campi Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 elettromagnetici: SZ. 1B, 1D, 8B e 7B Dispositivi programmabili: U.A. 6 Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e necessario 7C Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 2 + fascicolo di completamento (4 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 11A, 13A e 13B Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi SZ. 13C, 15B e Caratteristiche dei circuiti integrati SZ. 13C U.A. 16 Componenti circuitali e loro modelli equivalenti SZ. 12A, 13A e 13B, U.A. Uso del feed-back nell implementazione di caratteristiche tecniche SZ. 12B 21(EN) e 13C Teoria dei quadripoli SZ. 12A Le condizioni di stabilità SZ. 15A e 15B Analisi armonica dei segnali SZ. 15A Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Filtri passivi SZ. 15A Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15 Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione Risposte armoniche dei circuiti U.A. 15 di laboratorio: nei laboratori Risonanza serie e parallelo SZ 15A I manuali di istruzione: dove necessario Bande di frequenza U.A. 15 e SZ. 21(EN)B e 21(EN)C Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Teoria dei sistemi lineari e stazionari U.A. 12, 13 e 15 Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 19(EN)A Algebra degli schemi a blocchi SZ. 12B Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei Studio delle funzioni di trasferimento U.A. 15 componenti circuitali SZ. 11A, U.A. 16 e 21(EN) Rappresentazioni: polari e logaritmiche S.Z. 12A, 15A e 15B Elementi fondamentali delle macchine elettriche U.A. 17 e 19(EN) Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove funzionali tipici U.A. 12, 13,15 e 21(EN) necessario Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell amplificatore operazionale SZ. 16C 10

11 Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 2 + fascicolo di completamento (4 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 11A e U.A. 13 Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Sistemi polifase sistemi simmetrici: U.A. 19(ET) Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Reti elettriche trifase con diverse tipologie di carico: U.A. 19(ET) Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione Rifasamento: SZ. 19(ET)B di laboratorio: nei laboratori Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A I manuali di istruzione: dove necessario Filtri: SZ. 15A e 15B Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15 Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 20(ET)A Risposte armoniche, risonanza serie e parallelo: SZ. 15A Funzionamento delle macchine elettriche: U.A. 17 e 20(ET) Teoria dei sistemi lineari e stazionari: U.A. 12, 13 e 15 Trasformatore: principio di funzionamento e utilizzo: U.A. 20(ET) Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18 Studio delle funzioni di trasferimento: U.A. 15 La componentistica degli impianti civili ed industriali ed i dispositivi di Rappresentazioni: polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15 sicurezza: U.A. 21(ET) Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Progettazione e dimensionamento di impianti elettrici in BT a correnti forti e funzionali tipici: U.A. 12 e 13 a correnti deboli: U.A. 21(ET) Uso del feed-back nell implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 19(ET)B Le condizioni di stabilità: SZ. 15A Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell amplificatore operazionale: SZ. 13C Manualistica d uso e di riferimento: dove necessario Comparatori, sommatori, derivatori, integratori: SZ. 15B e U.A. 16 Software dedicati: dove necessario Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.) 2 Biennio - Articolazione Automazione - vol. 2 (4 anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Teoria dei quadripoli: SZ. 12A Uso del feed-back nell implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A Condizioni di stabilità: SZ. 15A Filtri passivi: SZ. 15A Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Le risposte armoniche e fenomeni di risonanza: 15A Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Teoria dei sistemi lineari e stazionari: SZ. 12, 13 e 15 Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B laboratorio: nei laboratori Studio delle funzioni di trasferimento: SZ. 15A e 15B Manuali di istruzione: dove necessario Rappresentazioni polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15 Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei componenti funzionali tipici: U.A. 12, 13 e 15 circuitali: SZ. 11A e U.A. 13 Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell amplificatore operazionale: Elementi fondamentali delle macchine elettriche: U.A. 17 SZ. 13C Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18 Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi: SZ. 15C e Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove U.A. 16 necessario 7 Simboli più frequentemente usati in questo corso f.e.m. = forza elettromotrice d.d.p. = differenza di potenziale c.d.t. = caduta di tensione G.d.F. = generatore di funzioni f.d.t. = funzione di trasferimento f.d.p. = fattore di potenza 8 Le lezioni multimediali Queste lezioni nascono dall esigenza di un primo approccio alla disciplina in una forma intuitiva e, per quanto possibile, semplice al fine di invogliare gli studente a uno studio che, se sviluppato con modalità tradizionali, tendono sempre più a rifiutare. Queste lezioni sono sviluppate sfruttando specifiche simulazioni create con Multisim o con LabVIEW che, eseguite seguendo passo-passo le indicazioni del testo delle lezioni, permettono di acquisire in forma semplice i concetti più significativi della teoria. Nei termini appena esposti le lezioni multimediali si configurano come una modalità di approccio ai vari contenuti della disciplina propedeutica allo studio teorico tradizionale. Quest ultimo potrà essere 11

12 poi sviluppato sia per approfondire ed integrare i contenuti delle lezioni multimediali sia per una formalizzazione dei contenuti stessi. Naturalmente nulla vieta il processo contrario. In effetti la tipologia di lezione multimediale appena descritta è sicuramente la più diffusa ma non l unica presente nel corso. Le tipologie possibili sono tre: 1) lezioni che sviluppano in termini intuitivi i concetti più importanti della teoria e che possono svilupparsi senza avere precedentemente affrontato gli stessi argomenti per via teorica: si tratta della tipologia già descritta; 2) lezioni analoghe alle precedenti ma che introducono alcuni argomenti assenti nella teoria e quindi risultano integrative delle stesse; 3) lezioni multimediali che sviluppano attività prevalentemente operative (ad esempio uso di specifici software per la programmazione) che richiedono contenuti teorici precedentemente affrontati. Per individuare le caratteristiche della singola lezione multimediale basterà analizzare le indicazioni sul colonnino a sinistra all inizio delle stesse mentre sulla destra si troveranno le indicazioni per i file necessari: Se tra i prerequisiti non compaiono contenuti sviluppati nella teoria della stessa sezione (come nell esempio) la lezione può essere affrontata anche prima della teoria (è il caso più frequente). Qui si individua il file che serve per la simulazione. Dai contenuti è possibile individuare eventuali argomenti (pochi) non trattati nella teoria. Qui è possibile individuare i paragrafi di teoria (non vincolanti) che trattano gli argomenti della lezione. 9 Le schede di laboratorio L attività di laboratorio può configurarsi sia con modalità tradizionale, tramite l uso di componenti e strumenti reali, sia ricorrendo a software di simulazione. Nel caso che le simulazioni siano proposte con Multisim è sempre possibile procedere all attività di laboratorio tradizionale, in quanto la simulazione riporta lo schema elettrico e gli strumenti da usare e proposti in forma simulata. L apertura delle singole schede fornisce le informazioni necessarie: Qui gli obiettivi della scheda. Qui le indicazioni per i file di supporto: il file per la simulazione (ma il laboratorio si può fare comunque) e il manuale dei data sheet per la piedinatura degli integrati. 12

13 P A R T E 2 Supporto ai docenti 1 Guida all itinerario didattico del terzo anno Si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima dei paragrafi del corso da affrontare, naturalmente non vincolante, ma comunque indicativa. Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per le articolazioni Elettronica e Automazione NB: 1) I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi agli argomenti considerati. 2) La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in. Unità di apprendimento 1 I circuiti elettrici e le relative misure Unità di apprendimento 2 L elettrostatica e il condensatore Unità di apprendimento 3 Le basi dell elettronica digitale Unità di apprendimento 4 Le famiglie logiche e gli integrati digitali Unità di apprendimento 5 I circuiti sequenziali Unità di apprendimento 6 I circuiti programmabili Unità di apprendimento 7 L elettromagnetismo Unità di apprendimento 8 Il regime sinusoidale sezione 8A sezione 8B sezione 1A sezione 1B (escluso eventualmente il 10) sezione 1C escluso il 18 (solo cenni) ed eventualmente il 13 sezione 1D sezione 2A sezione 2B sezione 2C sezione 3A sezione 3B sezione 3C sezione 4A sezione 4B sezione 5A sezione 5B sezione 5C (l 8 limitatamente ai decoder disponibili) sezione 6A sezione 6B sezione 6C o nessuno (previo accordo con Sistemi) sezione 6D o nessuno (previo accordo con Sistemi) sezione 7A sezione 7B sezione 7C (il 3 solo nelle linee essenziali) (3 e 4 solo nelle linee generali); completabile in classe quarta sezioni 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B ore previste totale ore 219 NB: - si sono conteggiate 12 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - è da valutare il rinvio al 4 anno di parte dell unità di apprendimento 8; - previo accordo con Sistemi le sezioni 6C e 6D sono parzialmente o totalmente omettibili. 13

14 Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica NB: 1) I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi agli argomenti considerati. 2) La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in. Unità di apprendimento 1 I circuiti elettrici e le relative misure sezione 1A sezione 1B (escluso eventualmente il 10) sezione 1C escluso il 18 (solo cenni) ed eventualmente il 13 sezione 1D Unità di apprendimento 2 L elettrostatica e il condensatore sezione 2A sezione 2B sezione 2C Unità di apprendimento 3 Le basi dell elettronica digitale sezione 3A sezione 3B sezione 3C Unità di apprendimento 4 Le famiglie logiche e gli integrati digitali sezione 4A sezione 4B (del 3 solo cenni) (il 3 solo cenni e l 8 limitatamente ai decoder disponibili) Unità di apprendimento 5 I circuiti sequenziali sezione 5A sezione 5B 1-2 sezione 5C 1 Unità di apprendimento 6 I circuiti programmabili sezione 6A 1-2 sezione 6B sezione 6C o nessuno (previo accordo con Sistemi) sezione 6D - Unità di apprendimento 7 L elettromagnetismo sezione 7A sezione 7B sezione 7C Unità di apprendimento 8 Il regime sinusoidale sezione 8A sezione 8B (completabile in classe quarta) sezioni 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B ore previste totale ore 219 NB: - si sono conteggiate 13 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - è da valutare il rinvio al 4 anno di parte dell unità di apprendimento 8; - previo accordo con Sistemi la sezioni 6C è parzialmente o totalmente omettibile. 14

15 2 Guida all itinerario didattico del quarto anno Come per il terzo anno, si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima. Volume 2 + fascicolo di integrazione (quarto anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettronica NB: vedi le note del terzo anno. Unità di apprendimento 11 I diodi e le loro applicazioni sezione 11A (esclusi i riferimenti al trifase) sezione 11B - Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori sezione 12A sezione 12B Unità di apprendimento 13 Amplificatori in centro banda sezione 13A sezione 13B sezione 13C Unità di apprendimento 14 Alimentatori stabilizzati sezione 14A Unità di apprendimento 15 Il dominio della frequenza sezione 15A (eventualmente escluso l 11) sezione 15B sezione 15C - Unità di apprendimento 16 Applicazioni non lineari degli operazionali sezione 16A sezione 16B 1 e 2 Unità di apprendimento 17 Introduzione alle macchine elettriche sezione 17A Unità di apprendimento 18 Elettronica di potenza sezione 18A sezione 18B sezione 18C sezione 18D 1 e 2 Unità di apprendimento 19 Le macchine elettriche sezione 19A sezione 19B Unità di apprendimento 20 Amplificatori di potenza sezione 20A sezione 20B 1-2 Unità di apprendimento 21 Integrazioni sugli amplificatori ai piccoli segnali sezione 21A sezione 21B - sezione 21C - sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A ore previste totale ore 190 NB: - si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3 anno. 15

16 Volume 2 + fascicolo di integrazione Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica NB: vedi le note del terzo anno. Unità di apprendimento 11 I diodi e le loro applicazioni sezione 11A sezione 11B - Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori sezione 12A sezione 12B Unità di apprendimento 13 Amplificatori in centro banda sezione 13A sezione 13B 1 e 2 sezione 13C Unità di apprendimento 14 Alimentatori stabilizzati sezione 14A Unità di apprendimento 15 Il dominio della frequenza sezione 15A (tranne filtro doppio T e par. 11) sezione 15B sezione 15C - Unità di apprendimento 16 Applicazioni non lineari degli operazionali sezione 16A - sezione 16B 1 e 2 Unità di apprendimento 17 Introduzione alle macchine elettriche sezione 17A Unità di apprendimento 18 Elettronica di potenza sezione 18A sezione 18B sezione 18C sezione 18D 1 e 2 Unità di apprendimento 19 I sistemi trifase sezione 19A sezione 19B Unità di apprendimento 20 Il trasformatore sezione 20A sezione 20B Unità di apprendimento 21 Impianti elettrici sezione 21A sezione 21B sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A 21B ore previste totale ore 190 NB: - si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicureza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3 anno. 16

17 Volume 2 Proposta di ipotesi minima per articolazione Automazione NB: vedi le note del terzo anno. Unità di apprendimento 11 I diodi e le loro applicazioni sezione 11A sezione 11B - Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori sezione 12A sezione 12B Unità di apprendimento 13 Amplificatori in centro banda sezione 13A sezione 13B 1 e 2 sezione 13C Unità di apprendimento 14 Alimentatori stabilizzati sezione 14A Unità di apprendimento 15 Il dominio della frequenza sezione 15A (tranne filtro doppio T e par. 11) sezione 15B sezione 15C - Unità di apprendimento 16 Applicazioni non lineari degli operazionali sezione 16A sezione 16B 1 e 2 Unità di apprendimento 17 Introduzione alle macchine elettriche sezione 17A Unità di apprendimento 18 Elettronica di potenza sezione 18A sezione 18B sezione 18C sezione 18D 1 e 2 sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D ore previste totale ore 155 NB: - si sono conteggiate 10 ore in meno rispetto alle 165 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3 anno. 3 Un esempio di possibile modalità di verifica Si propone un esempio di possibile modalità di verifica relativa a tutta l unità di apprendimento 1, divisa in più parti, una per ogni sezione, con l ultima che vale anche come verifica globale dell unità di apprendimento. In effetti la costruzione di una verifica dovrebbe partire dalla programmazione didattica della relativa unità di apprendimento, ma l esigenza di non volere vincolare il singolo docente a una specifica impostazione e lo scetticismo che spesso i docenti manifestano nei confronti di queste problematiche ci hanno convinto a fornire direttamente il nostro esempio di verifica senza ulteriori approfondimenti. Chi fosse interessato potrà comunque leggere un altro documento fornito di supporto alla didattica: la Guida (opzionale) alla programmazione didattica. Infine, chi non lo fosse e non condividesse neppure l impostazione data alle verifiche potrà comunque sfruttare i testi delle verifiche qui descritte rielaborandoli come meglio crede. Le verifiche delle singole sezioni prevedono domande relative alle conoscenze (o più precisamente conoscenze descrittive) e domande relative alle abilità (o conoscenze procedurali); la verifica 17

18 dell ultima sezione viene estesa anche alle competente (o conoscenze contestuali). Queste ultime sono quelle indicate come obiettivi di competenza finale nelle pagine di apertura delle singole unità di apprendimento (ma senza valutare l attività di laboratorio che avverrà a parte). Come già detto, per non appesantire l esposizione, non sono riportati gli obiettivi relativi a singoli quesiti, chi fosse interessato a farsene un idea potrà consultare l apposita Guida (opzionale) alla programmazione didattica. La valutazione delle singole verifiche è costruita con una formula che segue due criteri elementari: il voto minimo è 1; le sole conoscenze (descrittive) non possono portare alla sufficienza. Ad esempio, nella verifica per la sezione 1A abbiamo stabilito per la sola conoscenza un punteggio massimo pari a 4 quindi, avendo posto pari a 1 il voto minimo e considerato che il massimo punteggio ottenibile con i quesiti delle conoscenze è pari a 15, il coefficiente moltiplicativo per ogni punto è (4-1)/15 = 0,2. Per le abilità i disponibili sono 14 e quindi il coefficiente moltiplicativo per ogni punto è (10-4)/14=0,428. La formula da usare per il voto è quindi: 1 + conoscenze x 0,2 + abilità x 0,428 = Classe terza ITI verifica sezione 1A (valida per tutte le articolazioni) voto: 1 + conoscenze x 0,2 + abilità x 0,428 = (solo teoria voto max= 4) Voto Prima parte relativa alle conoscenze (tempo disponibile: 10 minuti) 1. Gli elettroni di valenza sono: (3 ; -1 risp. errata) (R: c) a. gli elettroni di un conduttore; b. gli elettroni di un semiconduttore; c. gli elettroni degli orbitali più esterni d. gli elettroni della banda di conduzione. 2. Un semiconduttore:(3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. è un materiale conduttore non metallico; b. un isolante di scarsa qualità; c. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un salto energetico superiore a 1,6 ev; d. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un gap minore o uguale a 1 ev. 3. Definire con parole vostre l intensità di corrente elettrica, nell ipotesi di corrente continua: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; 0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; 0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; 0,25 p.ti per scarso ordine) 4. La differenza di potenziale elettrico esprime: (3 ; -1 risp. errata) (R: a) a. il rapporto tra la differenza di energia potenziale tra i due poli di un generatore elettrico e la quantità di elettricità in gioco; b. la differenza di energia potenziale tra i due poli del generatore elettrico; c. la differenza di quantità di elettricità tra i due poli del generatore; d. il rapporto tra quantità di elettricità e la differenza di energia potenziale. 5. Il pico è pari a. volte l unità di misura base (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ogni errata) Il Giga è pari a volte l unità di misura base Il micro è pari a.. volte l unità di misura base 18

19 Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 15 minuti) 6. Effettuare le seguenti conversioni: (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ognuna errata) 1,3 kω =.. Ω (R: 1300 o 1, ) 0,45 V =. mv (R: 450 o 0, ) 6,7 μa =. A (R: 0, o 6, ) 0,35 A =. na (R: 0, ) 7. La sezione di un conduttore è attraversata in 4 s da elettroni dal + verso il -. Ricordando che la quantità di carica di un elettrone vale 1, C, calcolare l intensità della corrente elettrica. Riportare calcoli e passaggi matematici. (5 ; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: 1 per errori di calcolo marginali, 2 per errori di calcolo gravi o reiterati, 0,5 in relazione a scarso ordine, 0,5 per errori formali) (R: 400 ma) 8. In un generatore elettrico la differenza di potenziale tra i poli è di 24 V; quanto vale l energia potenziale che il singolo elettrone al polo negativo presenta rispetto al polo positivo? Riportare calcoli e passaggi matematici. (5 ; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: 1 per errori di calcolo marginali, 2 per errori di calcolo gravi o reiterati, 0,5 in relazione a scarso ordine, 0,5 per errori formali) (R: 2, J) 3.2 Classe terza ITI verifica sezione 1B (valida per tutte le articolazioni) voto: 1 + conoscenze x 0,143 + abilità x 0,2 = (solo teoria voto max= 4) Voto Prima parte relativa alle conoscenze (tempo disponibile: 10 minuti) 1. Un componente attivo: (3 ; -1 risp. errata) (R: b) a. è un componente utile al funzionamento del circuito; b. è un componente che contiene generatori o comunque si comporta come se li contenesse; c. è un componente che non dissipa energia; d. è un componente di tipo bipolare. 2. Una maglia è: (3 ; -1 risp. errata) (R: a) a. un percorso chiuso che all interno di un circuito partendo da un nodo ritorna allo stesso; b. un tratto di circuito compreso tra due nodi ; c. un tratto di circuito che contiene almeno due rami; d. un percorso chiuso che contenga almeno un generatore. 19

20 3. Due componenti bipolari in parallelo: (3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. presentano ai loro capi due tensioni uguali; b. sono attraversati dalla stessa corrente; c. sono attraversati da correnti uguali; d. hanno ai loro capi la stessa tensione. 4. La seconda legge di Ohm: (3 ; -1 risp. errata) (R: 4) a. esprime il legame tra la resistenza, la resistività del conduttore considerato, la lunghezza e la sezione del conduttore stesso; b. dice che la corrente è direttamente proporzionale alla resistenza; c. che la resistenza è direttamente proporzionale alla sezione del conduttore; d. che la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore e alla sua sezione e inversamente proporzionale alla resistività del materiale. 5. In un partitore di tensione: (3 ; -1 risp. errata) (R: c) a. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alle singole resistenze; b. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alla corrente; c. la tensione si ripartisce in modo direttamente proporzionale alle singole resistenze; d. la tensione ai capi delle singole resistenze è sempre la stessa. 6. Un generatore ideale di tensione: (3 ; -1 risp. errata) (R: a) a. fornisce ai suoi capi una differenza di potenziale che non cambia al variare del carico utilizzatore; b. eroga una corrente che non dipende dalla temperatura della resistenza di carico; c. fornisce una tensione che varia poco anche con grandi variazioni del carico; d. presenta una piccola resistenza interna. 7. Il massimo trasferimento di energia da generatore a utilizzatore (resistivo) si ha: (3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. quando è massima la corrente; b. in cortocircuito; c. quando è massimo il rendimento del generatore; d. quando la resistenza dell utilizzatore eguaglia quella interna del generatore. Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 45 minuti) 8. Un resistore alla temperatura di 20 C assume il valore di 185 Ω; sapendo che alla temperatura di 75 C assume il valore di 187 Ω calcolare il coefficiente di temperatura del materiale usato per il resistore alla temperatura di 20 C. (3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. 0, b. 19, c d. 0, Un resistore è attraversato da una corrente di 25 ma e dissipa una potenza di 32 mw. Quanto vale la resistenza? (3 ; -1 risp. errata) (R: b) a. 2,5 kω b. 51,2 Ω c. 132,5 mω d. 12,5 Ω 10. Se si deve misurare la tensione ai capi di un resistore da 10 kω risulta più corretto utilizzare: (3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. un voltmetro con resistenza interna superiore a 10 kω; b. un voltmetro con resistenza interna di almeno 100 kω; c. un voltmetro con resistenza interna uguale a 10 kω; d. un voltmetro con resistenza interna da 1 MΩ. 20

21 11. Un partitore di tensione è formato da tre resistori di valore rispettivamente di 1 kω, 2 kω e 4 kω. Sapendo che su quello da 2 kω cade una tensione di 3 V, quanto vale la tensione complessiva ai capi del partitore? (3 ; -1 risp. errata) (R: a) a. 10,5 V b. 9 V c. 10 V d. 12 V 12. Calcolare il valore della corrente I. (3 ; -1 risp. errata) (R: d) a. 4,33 μa b. 5,27 ma c. 1,5 A d. 4,36 ma 13. Valutare la resistenza equivalente vista dai terminali A e B. Riportare calcoli e passaggi matematici. (4 ; 3,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 3,5 p.ti: 0,8 per errori di calcolo marginali, 1,5 per errori di calcolo gravi o reiterati, 0,3 in relazione a scarso ordine, 0,3 per errori formali) (R: 4,1 kω) 14. Calcolare il valore di V CC. Riportare calcoli e passaggi matematici. 15. (3 ; 2,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 1 per errori di calcolo gravi o reiterati, 0,2 in relazione a scarso ordine, 0,2 per errori formali) (R: 5,64 V) 21

22 16. Un generatore reale di tensione presenta una f.e.m di 15 V e una resistenza interna di 50 Ω. Quanto vale la corrente del generatore di corrente equivalente? E la sua resistenza interna? (R: c) (3 ; -1 risp. errata) a. 10 ma e 50 Ω b. 24,3 ma e 20 mω c. 300 ma e 50 Ω d. 30 ma e 100 Ω 17. Calcolare il valore di V CC. Riportare calcoli e passaggi matematici. (R: 9,32) (5 ; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: 1 per errori di calcolo marginali, 2 per errori di calcolo gravi o reiterati, 0,5 in relazione a scarso ordine, 0,5 per errori formali) 3.3 Classe terza ITI verifica sezione 1C (valida per tutte le articolazioni) voto: 1 + conoscenze x 0,097 + abilità x 0,190 = (solo teoria voto max= 4,5) Prima parte relativa alle conoscenze (tempo disponibile: 15 minuti) Voto 1. Individuare le scritture corrette secondo il SI: (3 se si individuano tutte le risposte esatte; 0 altrimenti) (R: a, d, e) a. 4 kg b. tre mv c. cinque Volt d. tre ampere e. 3 W f. nw Chiarire il concetto di errore sistematico. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; 0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; 0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; 0,25 p.ti per scarso ordine) 22

23 3. In uno strumento tradizionale la classe di precisione: (3 ; -1 risp. errata) (R: b) a. è il rapporto tra il valore, in modulo, dell errore massimo assoluto e il fondo scala; b. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore, in modulo, dell errore massimo assoluto e il fondo scala; c. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore dell errore massimo assoluto e il fondo scala; d. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore del fondo scala e il modulo dell errore massimo assoluto. 4. Un alimentatore stabilizzato: (3 ; -1 risp. errata) (R: c) a. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore; b. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni della tensione di rete; c. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore e da quelle della tensione di rete; d. tende a fornire una corrente costante indipendentemente dal carico. 5. Fornire una corretta definizione di segnale: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; 0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; 0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; 0,25 p.ti per scarso ordine) 6. Fornire una corretta definizione di valore efficace: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; 0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; 0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; 0,25 p.ti per scarso ordine) 7. Il valore medio di un segnale periodico è: (3 ; -1 risp. errata) (R: b) a. il suo valore efficace b. la sua componente continua c. l altezza del rettangolo equivalente d. il valore di picco diviso radice di 2 23