Programma (piano di lavoro) svolto

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1 I S T I T U T O T E C N I C O I N D U S T R I A L E S T A T A L E G u g l i e l m o M a r c o n i V e r o n a Programma (piano di lavoro) svolto Anno Scolastico 2014/15 Materia Tecnologie e Progettazione di sistemi elettrici ed elettronici Classe 3Be Insegnanti Evangelista Domenico, Navarro Angelo Modulo 1: I materiali e le applicazioni elettriche (Gli obiettivi sottolineati sono da intendere quali obiettivi minimi) Prerequisiti: Conoscere la teoria atomica della materia; Conoscere le nozioni base di elettrologia:legge di Ohm Unità didattica 1: MATERIALI E LA CORRENTE ELETTRICA Conoscere: - i meccanismi che governano il passaggio della corrente elettrica nei materiali; - il comportamento dei materiali rispetto ai fenomeni elettrici. concetto di flusso di corrente Conoscere il concetto di F.e.m - le cariche elettriche e la corrente; - Il Campo elettrico - Il concetto di F.e.m - Il concetto di caduta di tensione Page 1 of 11

2 Unità didattica 2: I MATERIALI E LE LORO APPLICAZIONI NELLA REALIZZAZIONE DI APPARECCHIATURE ELETTRICHE - le principali grandezze elettriche; - fare una scelta idonea dei materiali per le specifiche applicazioni. - proprietà elettriche; - materiali conduttori ; - materiali isolanti; - materiali magnetici. Conoscere: - le principali norme del settore elettrico ed elettronico; Competenze : - Saper fare una rappresentazione schematica degli elementi di un circuito elettrico utilizzando appropriati simboli elettrici; - il disegno elettrico; - classificazione degli schemi elettrici; - raccomandazioni per la preparazione degli schemi elettrici circuitali; - gli schemi elettronici; - il corretto tracciamento dei segni grafici; - principali segni grafici per schemi elettrici ed elettronici. Unità didattica 3: L IMPIANTO ELETTRICO NEGLI EDIFICI DI USO CIVILE Saper: - fare una rappresentazione schematica degli elementi di un circuito elettrico utilizzando appropriati simboli elettrici. - assemblare semplici impianti elettrici. - generalità; - I simboli elettrici; - Il disegno di schemi elettrici; - impianto luce a comando unico o interrotta; - impianto luce a comando doppio o deviata; - impianto a due luci con comando unico o invertita; - impianto luce a comando unico o invertita; - impianto luce con comando a relè; - principio di funzionamento di un teleruttore; - schema elettrico di un comando di un motore elettrico con teleruttore; - schema elettrico di un azionamento avantiindietro di un motore trifase; - schema elettrico relativo all'avviamento Y-D di un motore trifase. Page 2 of 11

3 Unità didattica 4: LA SICUREZZA Conoscere: - le principali norme di sicurezza. - generalità; - la legislazione; - test scritto Unità didattica 5: DIMENSIONAMENTO DEI CONDUTTORI E DEI CAVI Conoscere : I sistemi di distribuzione dell energia elettrica : Linee aeree,cavi Gli elementi che contribuiscono alla scelta dei conduttori. - generalità; - caratteristiche strutturali e funzionali di cavi e linee aeree. - Fenomeni fisici che condizionano portata di un cavo (effetto Joule, massima temperatura dell isolante) Saper: - scegliere conduttori e cavi per il trasporto Page 3 of 11

4 Modulo 2: i componenti elettrici (Gli obiettivi sottolineati sono da intendere quali obiettivi minimi) Prerequisiti Conoscere i principali materiali isolanti e conduttori; Conoscere le principali nozioni di elettrotecnica: legge di Ohm, campo elettrico e campo magnetico. Unità didattica 1: RESISTORI - la funzionane dei resistori elettrici in un circuito; - leggere e interpretare i parametri caratteristici dei resistori; - quali sono le principali applicazioni dei resistori. - generalità e parametri caratteristici dei resistori; - serie commerciali e codice colori; - potenza ed altri parametri dei resistori; - tecnologie costruttive; - resistori speciali: reti resistive. Page 4 of 11

5 Unità didattica 2: CONDENSATORI -Leggi e grandezze fisiche che ne caratterizzano il funzionamento; -la Relazione tra evoluzione della tensione ai capi del condensatore e corrente impressa; - la Risposta del condensatore al gradino di corrente Competenze: - Saper ricavare la evoluzione della tensione ai capi del condensatore - In presenza di un gradino di corrente. - Saper ricavare la evoluzione della tensione ai capi del condensatore - Sollecitato da un generatore di tensione - Con resistenza di caduta. - leggere e interpretare i parametri caratteristici dei condensatori; - generalità; - Struttura fisica del condensatore -scelte tecnologiche che ne caratterizzano le prestazioni (costante dielettrica e rigidità dielettrica dell isolante) -Relazione tra evoluzione della tensione ai capi del condensatore e corrente impressa; - Risposta del condensatore al gradino di corrente - Risposta del condensatore alla carica tramite generatore di tensione con resistenza di caduta. - tecnologie costruttive; - condensatori elettrolitici; - quali sono le principali applicazioni dei condensatori elettrici. Page 5 of 11

6 Unità didattica 3: INDUTTORI -Leggi e grandezze fisiche che ne caratterizzano il funzionamento(legge di Lenz) -la Relazione tra evoluzione della corrente ai capi dell induttore e Tensione impressa; - la Risposta dell induttore al gradino di tensione Competenze: - Saper ricavare la evoluzione della corrente che scorre nell induttore - In presenza di un gradino di tensione. - Campo magnetico, permeabilità magnetica, campo di induzione magnetica. - il concetto di flusso di induzione magnetica. - caratteristiche costruttive degli induttori; - La legge di Lenz e gli induttori. - Puntualizzazioni e legame tra forza elettromotrice autoindotta (legge di Lenz) e caduta di tensione nell induttore. - Legame tra tensione ai capi dell induttore (gradino di tensione) ed evoluzione nel tempo della corrente. - leggere e interpretare i parametri caratteristici Page 6 of 11

7 Modulo 3: Circuiti digitali (Gli obiettivi sottolineati sono da intendere quali obiettivi minimi) Prerequisiti Conoscere l uso del personal computer per applicazioni in ambiente Windows; Saper risolvere semplici problemi sulle funzioni logiche. Competenze inerenti le grandezze fisiche tensione corrente e tempo. Unità didattica 1:Famiglie logiche principali caratteristiche dinamiche e statiche dei dispositivi digitali. - caratteristiche statiche dei dispositivi digitali combinatori in tecnologia T.T.L. e CMos Conoscere le principali caratteristiche dei dispositivi micrologici a piccola scala di integrazione. Unità didattica 2 Circuiti micrologici MSI di tipo Combinatorio - Conoscere : - Funzioni logiche elementari Competenze : Sintesi di circuiti combinatori Tramite mappe di Karnaugh - Esempi di circuiti digitali combinatori. -Sintesi di reti digitali combinatorie. - Esempi di sintesi di circuiti combinatori tramite mappe di Karnaugh. Unità didattica 3 :Circuiti micrologici MSI di tipo sequenziale Conoscere : -Principali caratteristiche dei dispositivi micrologici digitali Sequenziali (Latch e flip-flop, contatori ) Competenze : Saper utilizzare un dispositivo Latch per memorizzare una informazione Il Latch Il Flip-Flop edge triggered Temporizzazioni nei f.f. edge triggered - Analisi del funzionamento e delle temporizzazioni dei circuiti sequenziali elementari (Contatore asincrono). Page 7 of 11

8 atomica (bit) Saper rappresentare le temporizzazioni che caratterizzano i flip-flop edge triggered. - Esempio di sintesi di circuiti sequenziali. Contatore sincrono Saper Sintetizzare un contatore Sincrono Verifiche i : modalità e descrizione Prova orale o semistrutturata Page 8 of 11

9 Modulo 4: utilizzo del PLC (Gli obiettivi sottolineati sono da intendere quali obiettivi minimi) Prerequisiti Conoscere l uso del personal computer per applicazioni in ambiente Windows; Saper risolvere semplici problemi sulle funzioni logiche. Unità didattica 1: I PLC : Funzionamento e programmazione - quali sono le tecniche di programmazione di un PLC; Saper utilizzare i comandi necessari alla stesura di uno schema a contatti Sapere quali sono i principali elementi che caratterizzano uno schema a contatti (ingressi, uscite, Timers) Competenze : - formulare un semplice progetto di programmazione per PLC. - introduzione alle varie funzionalità del PLC; - funzioni fondamentali per la programmazione; - Lo schema a contatti - Ingressi ed uscite. - Ciclo di esecuzione dei comandi contenuti nello schema a contatti - timer e contatori interni e loro programmazione. - spiegazione di alcuni azionamenti con il PLC; - Esempi di programmi per P.L.C. Verifiche i : modalità e descrizione Prova pratica e/o scritta Page 9 of 11

10 Modulo 5: Laboratorio (Gli obiettivi sottolineati sono da intendere quali obiettivi minimi) Prerequisiti Conoscere l uso degli strumenti e delle attrezzature da laboratorio; Conoscere la normativa relativa alla sicurezza negli ambienti. Unità didattica 1: ELENCO DELLE ESPERIENZE Saper: - utilizzare correttamente gli strumenti di laboratorio; - realizzare semplici impianti elettrici; - leggere i data-sheet. - progettare semplici (ma completi) circuiti digitali, Combinatori e sequenziali - utilizzo del tester; - accensione lampada da 2 punti; - accensione di una lampada da due punti e due prese; - realizzazione comando di una lampada da 3 punti; - impianto luci comandato da relè interruttore; - impianto luci comandato da rele' commutatore; - Impianto luci comandato da rele'a tempo; -Impianto comando suonerie. -Impianto citofonico. - realizzazione di un azionamento di un motore con teleruttore; - realizzazione di un azionamento di un motore con inversione di marcia; - realizzazione di un azionamento di un motore con - avviamento stella triangolo - Progetto di un dispositivo digitale di natura combinatoria tramite sintesi del circuito tramite mappe di Karnaugh. -progetto di un contatore sincrono - alcuni esempi sul PLC Siemens: funzioni fondamentali; - lettura di un data-sheet. Verifiche i : modalità e descrizione Prove grafiche e pratiche Page 10 of 11

11 Firme Docenti Firme Alunni Verona, 15 maggio 2015 Page 11 of 11