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

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1 ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE "G. VERONESE - G. MARCONI" SEZIONE ASSOCIATA G. MARCONI Via T. Serafin, CAVARZERE (VE) Tel. 0426/ Fax 0426/ PROGRAMMA FINALE: Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni Docentte:: MARCHESAN ELISABETTA IInssegnantte Tecniico Prattiico:: PAVANATO SANDRO Cllasssse 3A MAT a..ss:: 2015//16 PROGRAMMA DIDATTICO Modulo n 1: STRUTTURA DELLA MATERIA E FENOMENI ELETTRICI 1.1 Cariche elettriche: - Comprendere che esistono due tipi di carica elettrica - Conoscere le interazioni fra cariche - Conoscere cosa significa elettrizzare un materiale - Conoscere la struttura dell'atomo e la distribuzione delle cariche al suo interno - Comprendere cos'è uno ione - Distinzione fra le cariche elettriche - Interazioni fra cariche elettriche - Definizione dell'atomo come elemento fondamentale della materia - Modello atomico - Definizione di ione - Elettrizzazione per contatto, per strofinio e per induzione 1.2 Conduttori, isolanti e semiconduttori: - Conoscere la distinzione fra conduttore, isolante e semiconduttore - Conoscere l'interpretazione microscopica di questa distinzione - Sapere fornire esempi di materiali appartenenti alle tre categorie - Distinzione fra materiali conduttori ed isolanti - Cenni sui materiali semiconduttori 1 / 6

2 Modulo n 2: CIRCUITO ELETTRICO Elementi costitutivi di una rete elettrica: - Sapere che un circuito elettrico è sempre costituito da alcuni elementi fondamentali e ricorrenti - Sapere che questi elementi sono rappresentati da simboli convenzionali - Saper enunciare le definizioni di nodo, ramo, maglia - Saper individuare i nodi, i rami e le maglie di un circuito - Definizione di circuito elettrico - Norme CEI per il disegno degli schemi elettrici - Definizioni di nodo, ramo, maglia Concetto di corrente e forza elettromotrice: - Conoscere e saper fornire la definizione di corrente - Conoscere e saper fornire la definizione di forza elettromotrice - Comprendere il legame fra le due grandezze - Comprendere la differenza fra moto ordinato e moto casuale delle cariche elettriche - Saper usare operativamente la definizione di corrente elettrica - Definizione di corrente elettrica - Definizione di differenza di potenziale e di forza elettromotrice - Verso reale e verso convenzionale della corrente La legge di Ohm con una resistenza elettrica: - saper enunciare la legge di Ohm - saperne definire il campo di validità - saperla rappresentare graficamente - saperla applicare per la soluzione di semplici problemi - data una situazione reale, saper valutare l'applicabilità o meno della legge - Legge di Ohm e suo campo di validità - Convenzione dei segni degli utilizzatori e dei generatori Modulo n 3: RETI ELETTRICHE Resistenze in serie e parallelo e partitore di tensione e di corrente: - Sapere che più resistenze possono combinarsi in serie e in parallelo - Sapere che le combinazioni di resistenza danno luogo a valori totali equivalenti - Saper enunciare le definizioni di resistenze serie e parallelo - Saper calcolare la resistenza equivalente - Saper riconoscere le combinazioni serie e parallelo -Saper applicare le formule del partitore di tensione -Saper applicare le formule del partitore di corrente 2/ 6

3 - Resistenze in serie e parallelo - Calcolo della resistenza equivalente - Collegamenti misti - Calcolo della tensione su una resistenza con partitore di tensione - Calcolo della corrente che passa su un ramo con partitore di corrente La legge di Ohm per un circuito chiuso: - Sapere che in un circuito chiuso (maglia) la somma delle tensioni applicate, ciascuna col suo segno, è uguale alla somma delle cadute di tensione - Ovvero che la somma algebrica delle tensioni applicate e delle cadute di tensione dà zero - Saper enunciare e scrivere la legge di Ohm per un circuito chiuso - Saper calcolare la corrente circolante conoscendo i valori delle tensioni applicate e le resistenze del circuito - Legge di Ohm per una maglia - Calcolo della d.d.p. tra due punti qualsiasi di un circuito Modulo n 4: RETI ELETTRICHE I principi di Kirchhoff: - Comprendere il concetto di circuito a più maglie - Comprendere che la somma delle correnti entranti in un nodo è uguale alla somma delle correnti uscenti dallo stesso (primo principio) - Comprendere che in una maglia la somma algebrica delle fem applicate è pari alla somma algebrica delle cdt lungo la stessa (secondo principio) - Saper enunciare i principi di Kirchhoff. - Data una rete elettrica a più maglie, saper impostare le equazioni ai nodi e alle maglie usando i principi di Kirchhoff. - Saper calcolare la ddp su un elemento di una maglia conoscendo le ddp presenti su tutti gli altri elementi della stessa. - Data una rete elettrica a più maglie, saper identificare le maglie indipendenti che la costituiscono e le correnti che percorrono i vari rami. - Circuiti a più maglie - Enunciato dei due principi di Kirchhoff Modulo n 5: POTENZA ELETTRICA ED ENERGIA Concetto di potenza ed energia elettrica e loro misura - Comprendere e saper fornire la definizione di lavoro come effetto di una applicazione di forze ad un sistema - Comprendere il concetto e saper fornire la definizione di energia come capacità di un sistema di compiere lavoro - Sapere che l'energia non si crea e non si distrugge, ma si trasforma e che la grandezza fisica attraverso cui avviene questa trasformazione è il lavoro - Saper definire l'unità di misura del lavoro e dell'energia 3/ 6

4 - Comprendere e saper fornire la definizione di potenza come rapidità di trasformazione dell'energia - Conoscere le unità di misura delle grandezze trattate - Saper applicare i concetti di lavoro, energia e potenza al caso dei circuiti elettrici - Concetto e definizione di lavoro, energia, potenza e relative unità di misura Bilancio energetico e rendimento - Comprendere cosa si intende per bilancio energetico - Comprendere cosa si intende per rendimento - Saper calcolare un bilancio energetico - Saper definire e calcolare il rendimento di un dispositivo o di un circuito - Concetto di bilancio energetico - Concetto e definizione di rendimento MODULO n 6 : CENNI TEORIA DELLE RETI ELETTRICHE IN CORRENTE ALTERNATA MONOFASE Segnali sinusoidali: - rappresentazione grafica sul piano di Gauss ed in funzione del tempo; - funzione periodica 6.2: - Numeri complessi e regime sinusoidale - Comprendere il significato di numero complesso in elettrotecnica - Comprendere il concetto di valore efficace - Saper individuare vari tipi di carico elettrico - Saper definire concetto di potenza in alternata - Grandezze periodiche; grandezze alternate e grandezze sinusoidali; - Passaggio da una grandezza alternata al vettore rotante; - numeri complessi: significato geometrico del termine e jf ; significato geometrico del termine j e j; - Espressione di un numero complesso in forma cartesiana; - Espressione di un numero complesso in forma polare; Modulo n 7: SICUREZZA, PREVENZIONE E PROTEZIONE DLgs 81/ RISCHIO ELETTRICO, RISCHIO VDT 4/ 6

5 - Comprendere e saper fornire la definizione di rischio elettrico - Comprendere il concetto e saper fornire la definizione di Soglia di percezione, Soglia di tetanizzazione; difficoltà respiratorie ed arresto respiratorio; Fibrillazione ed arresto cardiaco; Ustione; - Comprendere e saper fornire la definizione di rischio al VDT - Comprendere il concetto e saper fornire le modalità di prevenzione e protezione davanti ad un computer - Percezione corrente elettrica: dalla curva di eccitabilità della cellula alla curva di pericolosità della corrente - tempo; valutazione degli effetti della corrente ad alte frequenza; Valutazione degli effetti delle corrente alternata e corrente continua; Effetti fisiopatologici della corrente - Soglia di percezione; - Soglia di tetanizzazione; - Difficoltà respiratorie ed arresto respiratorio; - Fibrillazione ed arresto cardiaco; - Ustione; - Impedenza del corpo umano: simulazione del corpo umano con ZB; - Concetto di tensione di contatto: UT - Limiti di pericolosità della corrente; - Tensione di contatto massima ammissibile; - Differenza tra valori di tensione alternata e continua; - Tensione di terra - Protezione dai contatti indiretti (definizioni base: isolamento principale, secondario, supplementare) - Utilizzo dei dispositivi di protezione personale (DPI) - Funzionamento del differenziale - lavoro al VDT: elementi di prevenzione e protezione - sorveglianza sanitaria Modulo n 8: ATTIVITA DI LABORATORIO 8.1 Argomenti teorici propedeutici all attività di laboratorio Conoscenza e comprensione - Conoscere le unità di misura delle principali grandezze elettriche - Conoscere e saper disegnare i simboli grafici degli strumenti e dei componenti elettrici più usati nei circuiti in corrente continua - Conoscere il significato dei simboli raffigurati nei quadranti degli strumenti - Saper calcolare la costante strumentale di strumenti analogici - Conoscere e saper calcolare gli errori assoluto, relativo e percentuale - Saper identificare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. - Unità di misura delle grandezze elettriche - Strumenti di misura: scale, portata, costanti strumentali, letture di fondo scala, classe - Amperometro - Voltmetro - Wattmetro - Tester - Tipologie di errori e teoria della propagazione degli errori - Resistori, reostati e potenziometri 8.2 Esercitazioni di laboratorio Conoscenza e comprensione - Saper eseguire letture su strumenti analogici - Saper utilizzare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. 5/ 6

6 - Saper eseguire il montaggio di circuiti in c.c. - Saper eseguire misure strumentali su circuiti in c.c. - Saper verificare alcuni fenomeni dell elettromagnetismo - Saper eseguire in modo autonomo misure su circuiti elettrici sia in corrente continua che in corrente alternata - Saper relazionare il lavoro svolto in laboratorio. - Lettura su strumenti analogici e digitali - Prova n.1: Misura del valore di una resistenza (su bread board) con tester e confronto con il valore misurato con il codice dei colori - Test (quiz-faber) su valori di resistenze di vari valori - Prova n.2: Misura Volt-amperometrica a tensione costante con vari valori di reostato (caratteristica I - R) - Prova n.3: Simulazione con simulatore di un circuito con tre resistenze in serie (partitore di tensione) - Prova n.4: Simulazione con simulatore di un circuito con resistenze in parallelo (partitore di corrente) - Prova n.5 :Verifica del primo principio di Kirchoff - Prova n.6 Misura di potenza in corrente continua con il metodo volt-amperometrico e wattmetro Cavarzere 20/05/2016 Gli insegnanti: Prof.ssa Marchesan Elisabetta Prof. Pavanato Sandro 6/ 6