1. ATOMO MODULI Modelli atomici; Bohr-Sommerfield; Teoria delle bande e classificazione dei materiali; 2. CORRENTE, TENSIONE, RESISTENZA Corrente elettrica; Tensione elettrica; Resistenza elettrica, resistori, Legge di Ohm; 3. LE RETI ELETTRICHE Principi di Kirchhoff; Reti elettriche; Teoremi elettrici; 4. CAMPI ELETTRICI E CONDENSATORI Campi elettrici; Condensatori; 5. MAGNETISMO Campi magnetici; Circuiti magnetici; 6. ELETTROMAGNETISMO Campi magnetici; Induttori; 7. CORRENTE ALTERNATA MONOFASE Grandezze alternate; Alternatore; Circuiti elettrici; 8. LABORATORIO DI MISURA (di supporto ai moduli 2, 3, 4, 5, 6 e 7) Montaggio circuiti elettrici; Strumenti e misure; Relazioni; 1
MODULO N 1 ATOMO SETTEMBRE-OTTOBRE Conoscere i principali modelli atomici; Apprendere i concetti fondamentali della teoria quantistica della materia; Classificare e conoscere le strutture chimiche e fisiche dei materiali elettrici; Elementi della tavola periodica; Capacità risolutive di un'equazione matematica; Capacità di costruzione dei grafici; Definizione di atomo, modelli atomici: Rutherford, Bohr-Sommerfield, Standard; Definizione di materiale, elemento, definizione di atomo; Generalità sui modelli atomici di Rutherford, Standard (Schrodinger) e Bohr-Sommerfield; Modello di Bohr-Sommerfield; Parti fondamentali: protoni, elettroni, neutroni, neutralità elettrica; Livelli energetici, rappresentazione grafica, tabellare e energetiche delle orbitali; Teoria delle Bande di energia; Teoria delle bande di energia; Classificazione dei materiali; Lezione frontale; Lezione partecipata; Uso audiovisivi; Libro di testo; Libri di approfondimento; Audiovisivi; Compito in classe; Prove strutturate; 2
MODULO N 2 CORRENTE, TENSIONE, RESISTENZA OTTOBRE Conoscere i concetti di base di tensione, corrente elettrica e resistenza; Conoscere e saper applicare la legge di Ohm alle singole resistenze e ad un semplice circuito chiouso (legge di Ohm generalizzata); Saper leggere il codice a colori delle resistenze; Saper inserire correttamente in un circuito a i resistori a resistenza variabile e i principali strumenti di misura; Conoscere i concetti di energia elettrica, potenza elettrica, rendimento elettrico e saper valutare l'effetto termico della corrente; Conoscenza del modulo precedente; Concetti di matematica; Conoscenza della strumentazione di base; Conoscenza delle regole grafiche del disegno; 1. Corrente elettrica; Carica elettrica, migrazione delle cariche, corrente elettrica; Campi elettrici, forza di Coulomb, linee di forza, intensità di corrente, densità di corrente; 2. Tensione elettrica; Forza elettromotrice, differenza di potenziale, unità di misure; 3. Resistenza elettrica, resistori, Legge di Ohm; Definizione di resistenza, legge di Ohm, sua rappresentazione grafica; Resistori, codice a colori dei resistori, seconda legge di Ohm, resistività, influenza della temperatura; Legge di Ohm generalizzata; Energia elettrica, potenza elettrica, effetto Joule, rendimento elettrico, bilancio energetico; Attività di laboratorio: esperienze individuali, relazioni, disegni e schede di lavoro; Laboratorio: strumentazione, componentistica, audiovisivi e computer; Compiti in classe e prove strutturate; Relazioni di laboratorio e tavole di disegno tecnico; 3
MODULO N 3 LE RETI ELETTRICHE OTTOBRE-NOVEMBRE-DICEMBRE Conoscere le procedure per determinare le resistenze equivalenti dei circuiti con connessioni miste; Saper applicare i principi e i metodi principali per studiare i circuiti elettrici e ricavare le diverse grandezze che lo caratterizzano; Conoscere i principali teoremi per la risoluzione delle reti elettriche e saper scegliere il metodo adatto in funzione della rete in esame; Conoscenza delle leggi principali della fisica, dell elettrotecnica e della matematica; Principi di Kirchhoff; Concetti di nodo, ramo e maglia; principi di Kirchhoff, Resistenze in parallelo e in serie, calcolo delle resistenze equivalenti; Connessioni miste di resistenze e determinazione della resistenza equivalente; Partitore di tensione e di corrente; 2. Reti elettriche; Rete con più maglie; Sistemi di equazioni ai nodi e alle maglie; Trasformazione triangolo-stella e stella-triangolo delle resistenze; Generatore ideale e reale di tensione e corrente, collegamento in serie e in parallelo; 3. Teoremi elettrici; Principio di sovrapposizione degli effetti; Teoremi di Thevenin, di Norton e di Millmann; Lezione frontale; Lezione partecipata; Uso audiovisivi; Libro di testo; Libri di approfondimento; Audiovisivi; Relazioni di laboratorio e tavole di disegno tecnico; 4
MODULO N 4 CAMPO ELETTRICO E CONDENSATORI DICEMBRE-GENNAIO Riprendere il concetto di campo elettrico; Capire il concetto di capacità di un condensatore e saper calcolare la capacità equivalente di circuiti con condensatori in serie e parallelo; Saper analizzare il processo di carica e scarica dei condensatori; Conoscere le caratteristiche dei condensatori reali e saperne leggere il valore attraverso i codici; Conoscenza dei principali algoritmi matematici; 1. Campi elettrici; Il potenziale elettrostatico, calcolo del potenziale elettrostatico in campi uniformi, flusso del campo elettrico attraverso una superficie, legge di Gauss; Induzione elettrostatica e schermi elettrostatici, rigidità dielettrica; 2. Condensatori; Capacità di un condensatore, permettività, condensatore ad armature piane, energia immagazzinata nei condensatori; Condensatori in serie e parallelo, reti capacitive, trasformazione stella-triangolo e triangolo-stella; Carica e scarica dei condensatori, condensatori polarizzati e non, codici dei condensatori; Attività di laboratorio: esperienze individuali, relazioni, disegni e schede tecniche; Laboratorio: strumentazione, componentistica, schede tecniche, audiovisivi e computer; Attrezzatura da disegno; Relazione di laboratorio e tavole di disegno tecnico; 5
MODULO N 5 MAGNETISMO FEBBRAIO Conoscere il concetto di campo magnetico e la configurazione del campo magneticoin alcuni semplici casi; Capire le grandezze fondamentali che intervengono nello studio dei circuiti magnetici; Saper analizzare il comportamento di semplici circuiti magnetici omogenei ed eterogenei; Saper interpretare le forze portanti dei magneti in semplici configurazioni; Conoscenza dei principali algoritmi matematici; 1. Campi magnetici; Massa magnetica, legge di Coulomb magnetica; Campo magnetico, teoria semplificata del magnetismo, spettri magnetici; Forza magnetomotrice, induzione magnetica, flusso magnetico; 2. Circuiti magnetici; Materiali magnetici e isteresi magnetica; Circuiti magnetici e legge di Hopkinson; Circuiti magnetici omogenei ed eterogenei; Energia di un campo magnetico, forza portante di un magnete; Attività di laboratorio: esperienze individuali, relazioni, disegni e schede tecniche; Laboratorio: strumentazione, componentistica, schede tecniche, audiovisivi e computer; Attrezzatura da disegno; Relazione di laboratorio e tavole di disegno tecnico; 6
MODULO N 6 ELETTROMAGNETISMO MARZO-APRILE Conoscere i campi magnetici generati da correnti elettriche nei casi più semplici e diffusi; Capire il concetto di forza elettromotrice ed essere in grado di valutare le forze elettromagnetiche in alcune semplici applicazioni; Conoscere il concetto di induttanza e saper valutare il collegamento delle stesse; Conoscere il concetto di energia associata al campo magnetico; Conoscenza dei principali algoritmi matematici; 1. Campi magnetici; Campo magnetico associato a una corrente elettrica, campo magnetico di una spira, campo magnetico di un selenoide; Legge di Biot-Savart, forza elettromotrice indotta per effetto della variazione di flusso concatenato e per effetto di un movimento in un campo magnetico costante; Forze elettromagnetiche: conduttore immerso in un campo magnetico, spira immersa in un campo magnetico uniformee percorsa da corrente elettrica; 2. Induttori; Gli induttori, codice dei colori degli induttori, collegamenti di induttori; Fenomeni di autoinduzione e di mutua induzione, energia di un campo magnetico generato da una corrente elettrica; Correnti parassite, o di Foucalult; Attività di laboratorio: esperienze individuali, relazioni, disegni e schede tecniche; Laboratorio: strumentazione, componentistica, schede tecniche, audiovisivi e computer; Attrezzatura da disegno; Relazione di laboratorio e tavole di disegno tecnico; 7
MODULO N 7 CORRENTE ALTERNATA MONOFASE APRILE-MAGGIO-GIUGNO Conoscere le proprietà e le caratteristiche delle grandezze alternate sinusoidali e saperle rappresentare nel dominio del tempo; Capire il principio di funzionamento delle macchine generatrici delle fem alternate sinusoidali(alternatori); Saper rappresentare in forma simbolica vettoriale e matematica, con l'utilizzo dei numeri complessi, le grandezze alternate sinusoidali; Identificare le tipologie di bipoli elettrici in corrente alternata sinusoidale, definendo le grandezze caratteristiche ed i loro legami; Conoscere e saper operare con i bipoli misti R-L-C, sia con gli operatori matematici che in forma simbolica; Applicare i teoremi fondamentali dei circuiti alle reti sollecitate in tensione alternata; Saper analizzare i circuiti risonanti in serie e parallelo e interpretarne il comportamento in funzione della frequenza; Capire il concetto di potenza in corrente alternata sinusoidale e saperla valutare ed interpretare in funzione dei componenti dei circuiti; Capire le esigenze, tecniche ed economiche, del rifasamento degli impianti e essere in grado di analizzare e risolvere semplici casi di rifasamento; Utilizzare consapevolmente gli strumenti scegliendo adeguati metodi di misura e collaudo; REREQUISITI Conoscenza dei principali algoritmi matematici; 1. Grandezze alternate; Elementi caratteristici di una grandezza alternata, grandezze alternate sinusoidali, rappresentazioni e grandezze caratterizzanti; 2. Alternatore; Generazione di una fem e delle correnti alternate Principio di funzionamento di un alternatore; Rappresentazione simbolica di un vettore, operatore unitario j, cenni ai numeri complessi; 3. Circuiti elettrici; Circuiti puramente resistivi, puramente capacitivi, puramente induttivi, impedenza; Risoluzione di circuiti R-L-C serie e parallelo, estensione dei principi e dei teoremi fondamentali ai circuiti elettrici alternati, risonanza nei circuiti serie e parallelo; Potenza nei circuiti in corrente alternata: potenza attiva, reattiva e apparente; Teorema di BOucherot, il rifassamento degli impianti; Attività di laboratorio: esperienze individuali, relazioni, disegni e schede tecniche; Laboratorio: strumentazione, componentistica, schede tecniche, audiovisivi e computer; Attrezzatura da disegno; 8
Relazione di laboratorio e tavole di disegno tecnico; I DOCENTI Prof. Piselli Giuseppe Nicola Prof. Licciardi Giorgio 9