PROGRAMMA SVOLTO A. SC classe III Y. Conoscenze, abilità e competenze. Conoscere:

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1 Ministero dell Istruzione, dell Università e della Ricerca Ufficio Scolastico Regionale per la Sardegna ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE BUCCARI MARCONI Indirizzi: Trasporti Marittimi / Apparati ed Impianti Marittimi / Logistica Indirizzi: Elettrotecnica ed Elettronica / Informatica e Telecomunicazioni ======================================== PROGRAMMA SVOLTO A. SC classe III Y DISCIPLINA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA Libro di testo: Enrico Ambrosini, Filippo Spadaro Elettrotecnica ed elettronica vol.1 Tramontana Altri strumenti o sussidi:fotocopie, Lim Contenuti delle lezioni 1.Elettrostatica Campo elettrico. Legge di Coulomb. Lavoro del campo elettrico. Energia potenziale, potenziale, d.d.p. Campo conservativo. Additività del potenziale. Energia e potenza elettrica. 2.Circuiti in corrente continua Definizione di circuito elettrico. Cenni sulla struttura della materia, sui conduttori, isolanti e semiconduttori. Carica elettrica e sua unità di misura. Corrente elettrica, sua intensità e unità di misura. Verso reale e convenzionale dell intensità di corrente e della d.d.p. Definizione di resistenza, conduttanza, resistività e rispettive unità di misura. Dipendenza della resistenza Eventuali discipline coinvolte SISTEMI MATEMATICA TPS Conoscenze, abilità e competenze Il significato di lavoro, potenziale, energia potenziale, d.d.p. Un collegamento tra le grandezze fisiche studiate nelle unità. La definizione di : resistenza, resistività, conduttanza, La definizione di : corrente elettrica,sua intensità, f.e.m., e relative unità di misura. Resistenze serie-parallelo - stella -triangolo Il significato della legge di Ohm. I due principi di Kirchhoff. La potenza elettrica Criterio di sufficienza delle abilità, conoscenze e delle competenza da acquisire Obiettivi minimi Conoscere Le leggi fondamentali Alcuni dei metodi più usati per la risoluzione delle reti elettriche. Rappresentazion e di funzioni periodiche nel dominio del tempo. L uso dei principali strumenti elettrici. Nozioni di elettrostatica, condensatori, loro carica e scarica e loro introduzione nei circuiti elettrici. Tipologie delle prove utilizzati per la valutazione Test Verifica scritta Verifica orale Tempo impiegato I QUADRIMESTRE ( TOT. ORE 86) Pag. 1 di 11

2 dai parametri geometrici e dalla temperatura del conduttore. Generatori ideali di tensione e corrente, loro caratteristica esterna e definizione della f.e.m. Legge di Ohm, suo significato fisico e rappresentazione grafica. Definizione di bipolo attivo e passivo. Definizione di nodo, ramo, maglia. Primo principio di Kirchhoff. Resistenze serie e parallelo. Calcolo della resistenza equivalente in circuiti composti da sole resistenze con collegamento misto serie - parallelo. Calcolo della d.d.p. di un ramo ( legge generalizzata di Ohm ). Risoluzione delle reti elettriche monomaglia e di reti con un solo generatore. Secondo principio di Kirchhoff. Risoluzione di una semplice rete elettrica mediante i due principi di Kirchhoff. Partitore di tensione e di corrente. Teorema di Thévènin e metodo di Millman per la risoluzione di una rete elettrica a più maglie Risolvere semplici esercizi di applicazione della legge di Ohm Calcolare la resistenza equivalente di una rete elettrica composta da sole resistenze con collegamento misto serie - parallelo o stella - triangolo Tracciare la caratteristica V / I dei vari bipoli. Risolvere una semplice rete elettrica con i due principi di Kirchhoff e il teorema di Thévènin Il calcolo della potenza elettrica sia nel bipolo attivo che passivo. Risolvere reti elettriche eccitate in modo diverso. Montare, eseguire prove di laboratorio su parti importanti del corso Scegliere gli strumenti e i metodi più adatti. Valutare la coerenza dei risultati ottenuti in qualunque situazione. Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi. Lavorare costruttivamente all interno del gruppo o della classe. 3.Generatori reali Generatori reali di tensione e di corrente : relazioni analitiche, caratteristiche esterne. Definizione e calcolo della potenza elettrica nei due tipi di bipolo. 4.Regolazione tensione corrente partitori condensatore Definizione di condensatore elettrico. Capacità. Collegamento dei condensatori in serie e parallelo e relative capacità equivalenti. Calcolo della capacità equivalente di una rete elettrica composta da condensatori in collegamento misto serie - parallelo. Legge fondamentale del tempo. Transitorio di carica e scarica di un condensatore in regime continuo. Costante di tempo. I metodi per la regolazione della tensione e della corrente e l utilizzo dei partitori La definizione di condensatore, la sua legge fondamentale, la capacità e il suo comportamento nel transitorio di carica e scarica Scegliere il tipo di regolazione adeguata. Risolvere reti elettriche Operare con i segnali sinusoidali. II QUADRIMESTRE ( TOT. ORE 84) Pag. 2 di 11

3 Rigidità dielettrica. Energia immagazzinata da un condensatore. a regime contenenti condensatori. Risolvere semplici esercizi R - C in regime stazionario 5.Circuiti in corrente alternata Definizione di grandezza variabile, periodica, alternata e alternata sinusoidale. Definizione di pulsazione, frequenza, periodo, ampiezza, valore istantaneo, medio, efficace, angolo di fase e di sfasamento. Modi di rappresentazione delle grandezze alternate sinusoidali: analitica, grafica, vettoriale, simbolica. Definizione di induttanza Studio del comportamento e legge fondamentale nel dominio del tempo e di jω dei singoli componenti ( resistenza, condensatore, induttanza). Studio dei circuiti R - L, R - C, R -L -C : impedenza, relazioni analitiche, diagrammi vettoriali. Impedenze serie, parallelo, stella, triangolo. Analogie con la corrente continua 6.Potenza in regime alternato Potenza attiva, reattiva, apparente, teorema di Boucherot e adattamento di impedenza. Triangolo dell impedenza delle tensioni e della potenza Risoluzione delle reti in regime sinusoidale utilizzando gli stessi metodi studiati nel regime stazionario. Le grandezze sinusoidali e i vari modi di rappresentarle. Il comportamento e le leggi del circuito R - L C La definizione di impedenza e i vari tipi di collegamento. : Eseguire calcoli con i numeri complessi e rappresentare in un grafico più vettori fra loro sfasati. Calcolare l impedenza equivalente di un circuito. Conoscere : Significato fisico delle varie potenze : Calcolare i vari tipi di potenza. Conoscere : I diversi metodi di risoluzione dei circuiti Risolvere una rete elettrica in regime sinusoidale con i metodi studiati Confrontare i diversi metodi di risoluzione e individuare quello più idoneo. Valutare la coerenza dei risultati ottenuti. CONTESTUALMENTE AL PROGRAMMA DI ELETTROTECNICA Pag. 3 di 11

4 Laboratorio Errori sistematici, accidentali, assoluti, relativi, percentuali. Propagazione delle incertezze nelle quattro operazioni. Cifre significative ed arrotondamento. Strumenti di misura: simbologia secondo le norme C.E.I., portata, classe, costante, lettura, errore di parallasse, di apprezzamento, strumentale, resistenza interna cenni sulla costituzione e sul principio di funzionamento.. Regolazione reostatica e potenziometrica. Misura di resistenza con il metodo volt - amperometrico e calcolo dell errore sistematico. Misura di potenza in corrente continua. Conoscere : I vari tipi di errore e saper distinguere le varie parti di un circuito elettrico. I campi di applicazione delle resistenze e i relativi metodi di misurazione. La regolazione reostatica e potenziometrica. Il metodo volt - amperometrico e il calcolo degli errori sistematici. Analizzare e montare un semplice circuito elettrico ed eseguire un adeguata scelta degli strumenti e delle apparecchiature. Valutare la coerenza dei risultati ottenuti. Test Relazioni Verifica orale Prove effettuate 1.Rilevazione e tracciamento della caratteristica di una resistenza e verifica della legge di Ohm. 2.Misura di resistenza e di potenza in c.c. con il metodo volt - amperometrico e il calcolo degli errori sistematici. 3.regolazione potenziometrica Docenti Maria Rosaria Pisu Walter Melis Pag. 4 di 11

5 PROGRAMMA SVOLTO A. SC classe IV Y DISCIPLINA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA Libro di testo: Enrico Ambrosini, Filippo Spadaro Elettrotecnica ed elettronica vol.2 Tramontana Altri strumenti o sussidi:fotocopie, Lim Contenuti delle lezioni 1.Circuiti in corrente alternata (ripasso del precedente anno scolastico) Definizione di grandezza variabile, periodica, alternata e alternata sinusoidale. Definizione di pulsazione, frequenza, periodo, ampiezza, valore istantaneo, medio, efficace, angolo di fase e di sfasamento. Modi di rappresentazione delle grandezze alternate sinusoidali: analitica, grafica, vettoriale, simbolica. Studio del comportamento e legge fondamentale nel dominio del tempo e di jω dei singoli componenti ( resistenza, condensatore, induttanza).studio dei circuiti R - L, R - C, R -L -C : impedenza, relazioni analitiche, diagrammi vettoriali. Impedenze serie, parallelo, stella, triangolo. Analogie con la corrente continua Potenza attiva, reattiva, apparente, teorema di Boucherot e adattamento di impedenza. Triangolo dell impedenza delle tensioni e della potenza Risoluzione delle reti in regime sinusoidale utilizzando gli stessi metodi studiati nel regime stazionario. 2.Sistema Trifase Eventuali discipline coinvolte TPS Sistemi Matematica Conoscenze, abilità e competenze Il comportamento e le leggi del circuito R - L C Significato fisico delle varie potenze diversi metodi di risoluzione dei circuiti : Eseguire calcoli con i numeri complessi e rappresentare in un grafico più vettori fra loro sfasati. Calcolare l impedenza equivalente di un circuito. Risolvere una rete elettrica in regime sinusoidale con i metodi studiati Calcolare i vari tipi di potenza. Risolvere una rete elettrica in regime sinusoidale con i metodi studiati Confrontare i diversi metodi di risoluzione e individuare quello più idoneo. Valutare la coerenza dei risultati ottenuti. Criterio di sufficienza delle abilità, conoscenze e delle competenza da acquisire Obiettivi minimi analizzare e calcolare gli elementi caratteristici dei sistemi trifasi: correnti tensioni, potenze, dandone opportuna rappresentazione vettoriale analizzare e calcolare gli elementi di una linea trifase affrontare e risolvere i problemi relativi al rifasamento individuare le principali caratteristiche costruttive di un modellizzare il con gli opportuni schemi elettrici operare le scelte opportune in relazione alle connessioni delle fasi calcolare il rendimento di un Tipologie delle prove utilizzati per la valutazione Test Verifica scritta Verifica orale Tempo impiegato I QUADRIMESTRE ( TOT. ORE 95 ) Collegamento a stella delle La tensione concatenata, Pag. 5 di 11

6 fasi generatrici. Tensione stellata e concatenata. Carichi equilibrati a stella senza filo neutro. Carichi squilibrati a stella senza filo neutro Carichi equilibrati e squilibrati a triangolo. Corrente di linea e corrente di fase Linee elettriche trifasi. Caduta di tensione industriale. Rifasamento degli impianti e verifica della variazione dei parametri di una linea a seguito del rifasamento stellata e il loro legame La definizione di carico equilibrato e squilibrato La funzione del filo neutro I diversi tipi di potenza Il concetto di rifasa mento La caduta di tensione industriale analizzare e calcolare gli elementi caratteristici dei sistemi trifasi: correnti tensioni, potenze, dandone opportuna rappresentazione vettoriale 3.Trasformatore Monofase Particolarità costruttive dei trasformatori: nuclei magnetici e avvolgimenti Il ideale funzionamento a carico e a vuoto Il reale:schema elettrico del reale, schemi equivalenti Calcolo della caduta di tensione. Caratteristica esterna. Bilancio energetico e rendimento I parametri e le leggi caratteristiche di un monofase : Analizzare e montare un semplice circuito elettrico ed eseguire un adeguata scelta degli strumenti e delle apparecchiature. saper calcolare gli elementi del circuito equivalente del mediante le prove di collaudo Valutare la coerenza dei risultati ottenuti. Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi. Lavorare costruttivamente all interno del gruppo o della classe. saper valutare l opportunità della trasformazione dei parametri della potenza saper individuare le principali caratteristiche costruttive di un saper modellizzare il con gli opportuni schemi elettrici saper calcolare gli elementi del circuito equivalente mediante le prove di collaudo Pag. 6 di 11 II QUADRIMESTRE ( TOT. ORE 87 )

7 Laboratorio 1.Circuiti simmetrici trifase equilibrati con collegamento a stella, inserzione dei voltmetri e amperometri Schemi di montaggio di un circuito trifase,impostazione standard di procedura di collegamento. Potenza attiva,reattiva e apparente con formule applicative. Wattmetro a cosφ =1 e a basso cosφ, scelta delle portate e collegamenti. Inserzione Aron con carichi equilibrati, indicazione dei wattmetri A e B. 2Generalità sul collaudo delle macchine elettriche: prove di sovratemperatura, isolamento. Prove per rilievo delle caratteristiche: metodo diretto e indiretto. Misura delle resistenze degli avvolgimenti,del rapporto di trasformazione. Prova a vuoto e in corto circuito. Riporto a 75 delle grandezze dipendenti dalla temperatura 3.Prove effettuate Misura di potenza in un circuito Rl monofase - linea rifasamento L inserzione Aron Prova di collaudo di un si monofase che trifase col metodo diretto e indiretto : Analizzare e montare un semplice circuito elettrico ed eseguire un adeguata scelta degli strumenti e delle apparecchiature. saper calcolare gli elementi del circuito equivalente del mediante le prove di collaudo Valutare la coerenza dei risultati ottenuti. Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi. Lavorare costruttivamente all interno del gruppo o della classe. Test Relazioni Verifica orale CONTESTUALMENTE AL PROGRAMMA DI ELETTROTECNICA degli avvolgimenti di un monofase con metodo volt-amperometrico Docenti Maria Rosaria Pisu Walter Melis Pag. 7 di 11

8 PROGRAMMA SVOLTO A. SC classe V Y DISCIPLINA: ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA Libro di testo: Enrico Ambrosini, Filippo Spadaro Elettrotecnica ed elettronica vol.3 Tramontana Altri strumenti o sussidi:fotocopie, Lim Contenuti delle lezioni 1 Ripasso del TRASFORMATORE MONOFASE e studio di quello TRIFASE: Definizione di un monofase reale, convenzioni associate, costanza del flusso e del rapporto spire : circuito, equazioni. Trasformatore monofase reale a vuoto, a carico e in corto circuito Circuiti, equazioni e tracciamento dei diagrammi vettoriali a partire dal flusso. Circuito equivalente secondario del monofase. Calcolo dei parametri di circuito di un monofase mediante la prova a vuoto e in corto circuito. Variazione della tensione da vuoto a carico Potenza, perdite, rendimento fattore di potenza di secondario Tipi di collegamento dei trasformatori trifase,gruppi,rapporto di trasformazione Trasformatore trifase reale a vuoto, a carico e in corto circuito Circuito equivalente secondario del trifase. Calcolo dei parametri di Eventuali discipline coinvolte SISTEMI MATEMATICA TPS Conoscenze, abilità e competenze I parametri e le leggi caratteristiche di un monofase e trifase valutare l opportunità della trasformazione dei parametri della potenza individuare le principali caratteristiche costruttive di un modellizzare il con gli opportuni schemi elettrici calcolare gli elementi del circuito equivalente mediante le prove di collaudo modellizzare il con gli opportuni schemi elettrici saper calcolare gli elementi del circuito equivalente mediante le prove di collaudo Criterio di sufficienza delle abilità, conoscenze e delle competenza da acquisire Obiettivi minimi individuare le principali caratteristiche costruttive di un modellizzare il con gli opportuni schemi elettrici operare le scelte opportune in relazione alle connessioni delle fasi calcolare il rendimento di un mono e trifase Tipologie delle prove utilizzati per la valutazione Test Verifica scritta Verifica orale Tempo impiegato I QUADRIMESTRE ( TOT. ORE 91) Pag. 8 di 11

9 circuito di un trifase mediante la prova a vuoto e in corto circuito Variazione della tensione da vuoto a carico Potenza, perdite, rendimento fattore di potenza di secondario Risoluzione di esercizi sui trasformatori monofasi e trifasi. 2 PARALLELO DEI TRASFORMATORI TRIFASE Utilità e condizioni per la messa in parallelo di due trasformatori monofase Ricerca dei morsetti corrispondenti Parallelo perfetto a vuoto e carico Parallelo imperfetto I tipi di connessione di un trifase e regole per effettuare un parallelo operare le scelte opportune per il collegamento dei trasformatori in parallelo Obiettivi minimi saper operare le scelte opportune per il collegamento dei trasformatori in parallelo 3 MOTORE ASINCRONO TRIFASE (MAT) Campo magnetico rotante Cenni costruttivi del MAT : statore,rotore avvolto e rotore a gabbia di scoiattolo Principio di funzionamento 4 MOTORE ASINCRONO TRIFASE (MAT) F.e.m. indotte, scorrimento, reazione rotorica, rapporto di trasformazione, Schemi elettrici equivalenti ed equazioni relative. Funzionamento a vuoto, perdite di potenza a vuoto e loro separazione. Seconda parte del MOTORE ASINCRONO TRIFASE (MAT) Funzionamento in corto, perdite di potenza, parametri equivalenti. Funzionamento a carico, potenze, perdite, rendimento, coppie Caratteristica meccanica e studio della coppia Le caratteristiche costruttive principali delle macchine asincrone e reversibilità e i suoi dati di targa Il principio di funzionamento e il circuito elettrico equivalente della macchina asincrona. Principali problemi legati all avviamento della macchina. Le caratteristiche principali del motore monofase e il suo utilizzo. Calcolare i parametri dei circuiti equivalenti ridotti di un m.a.t.; Analizzare la caratteristica meccanica, le perdite di potenza e il rendimento di un m.a.t; Distinguere gli aspetti principali relativi Obiettivi minimi Conoscere Le caratteristiche costruttive principali delle macchine asincrone e reversibilità e i suoi dati di targa Il principio di funzionamento e il circuito elettrico equivalente della macchina asincrona. Principali problemi legati all avviamento della macchina. Pag. 9 di 11 II QUADRIMESTR E (SINO AL14 MAGGIO) ( TOT. ORE 58)

10 nelle diverse condizioni di funzionamento. Sistemi di avviamento per motori con rotore a gabbia e con rotore avvolto. Cenni sul diagramma circolare e sui parametri che si possono misurare Formule approssimate delle coppie per la soluzione degli esercizi Risoluzione di numerosi esercizi sui motori asincroni trifase 5 MACCHINA IN CORRENTE CONTINUA Cenni costruttivi dello statore, del rotore, degli avvolgimenti di eccitazione e di quelli rotorici della macchina in c.c. Principio di funzionamento della macchina sia come generatore che come motore. Diversi tipi di eccitazione LABORATORIO 1 RIPASSO DEL PROGRAMMA DELLA CLASSE QUARTA Sistema trifase a 3 e 4 fili con inserzione Aron generalità sul collaudo delle macchine elettriche : a) Prova di sovratemperatura,isolamento e sollecitazione meccanica. b) Metodo diretto e indiretto per il rilievo dei parametri caratteristici. c) Rendimento effettivo e convenzionale. d) Norme CEI inserzione dei T.V. e T.A. 2 COLLAUDO DEL TRASFORMATORE MONOFASE E TRIFASE con metodo indiretto PROVE con l elaborazione dei risultati per il rilievo dei dati di targa : Misura di resistenza degli avvolgimenti col metodo Volt- Amperometrico Misura del rapporto di all avviamento il funzionamento della macchina in corrente continua Saper determinare le caratteristiche di funzionamento e il rendimento della macchina in c.c Conoscere : I dati di targa e le prove di collaudo delle macchine studiate in teoria in osservanza delle norme CEI Montare, eseguire prove di laboratorio su parti importanti del corso Scegliere gli strumenti e i metodi più adatti. Valutare la coerenza dei risultati ottenuti in qualunque situazione. Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi. Lavorare costruttivamente all interno del gruppo o della classe. Obiettivi minimi Conoscere il funzionamento della macchina in corrente continua Obiettivi minimi Conoscere le norme CEI in relazione alle macchine elettriche. Saper : Montare, eseguire prove di laboratorio, scegliere gli strumenti e i metodi più adatti. Verifiche scritte, orali e relazioni Pag. 10 di 11 CONTESTUALMEN TE AL PROGRAMMA DI ELETTROTECNICA

11 trasformazione con i voltmetri A vuoto (col metodo industriale) In corto circuito (solo calcoli preliminari) 3 COLLAUDO DEL MOTORE ASINCRONO TRIFASE con metodo diretto, indiretto,e semi diretto Norme CEI e procedura dei calcoli preliminari di prova TEORIA DELLE PROVE: Misura di resistenza statorica col metodo Volt- Amperometrico Misura della frequenza rotorica A vuoto,con separazione delle perdite meccaniche e nel ferro Prova in corto circuito Confronto fra il collaudo del trifase e il MAT per il rilievo del rendimento convenzionale e di quello effettivo.(cenni) Costruzione del diagramma circolare. Collaudo col metodo diretto:dinamo-freno. Misura della potenza meccanica resa e freno Pasqualini Docenti Maria Rosaria Pisu Walter Melis Pag. 11 di 11