ISTITUTO VERONESE MARCONI Sede di Cavarzere (VE) PROGRAMMA PREVENTIVO di Tecnologie Elettrico-Elettroniche ed Applicazioni Docente: VARAGNOLO GIAMPAOLO Insegnante Tecnico Pratico: ZENNARO LUCIANO Classe 3A mat a.s: 2016/2017 PROGRAMMA DIDATTICO PREVENTIVO 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 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 1.3 Campo elettrico: - Saper definire il concetto di campo di forze 1 / 6
- Saper rappresentare il campo elettrico mediante le linee di forza in casi semplici (distribuzione di carica sferica e piana). - Conoscere la definizione di intensità del campo elettrico - Comprendere il concetto di energia potenziale elettrostatica e di campo elettrico - Saper disegnare i simboli grafici dei condensatori e usare le formule per il calcolo di condensatori in serie ed in parallelo - Conoscere le caratteristiche costruttive e la formula della capacità di un condensatore piano - Concetto e definizione di campo di forze - Rappresentazione del campo elettrico tramite linee di forza - Definizione di intensità del campo elettrico - Definizione di energia potenziale elettrostatica; elettricità statica (cos è come si manifesta, pericoli) - Campo elettrico e linee di forza; configurazione del campo elettrico; intensità del campo elettrico - Induzione elettrica sui conduttori - Condensatori (simboli grafici, capacità, condensatore ad armature piane, energia immagazzinata da un condensatore, serie e parallelo tra condensatori) Modulo n 2: CIRCUITO ELETTRICO 2.1 - 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 - Principali simboli convenzionali per il disegno degli schemi elettrici - Definizioni di nodo, ramo, maglia e individuazione in un circuito elettrico 2.2 - 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 - Conoscere le unità di misura delle grandezze trattate - Definizione di corrente elettrica - Definizione di differenza di potenziale e di forza elettromotrice - Verso reale e verso convenzionale della corrente 2.3 - La legge di Ohm: - 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 - Convenzione dei segni degli utilizzatori e dei generatori 3.1 - Resistenze in serie e parallelo: Modulo n 3: RETI ELETTRICHE 2/ 6
- 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. - Resistenze in serie e parallelo - Collegamenti misti - Calcolo della resistenza equivalente 3.2 - 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 3.3 - 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 - Principi di Kirchhoff: enunciati ed uso per la risoluzione di reti elettriche Modulo n 4: POTENZA ELETTRICA ED ENERGIA 4.1 - 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 - 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 - Lavoro, energia, potenza e relative unità di misura 4.2 - Effetto termico della corrente e legge di Joule 3/ 6
- Comprendere che il passaggio di corrente nei conduttori produce un riscaldamento - Sapere che il calore prodotto cresce al crescere della corrente - Comprendere la necessità di proteggere i circuiti e dimensionare opportunamente i componenti - Saper calcolare la dissipazione di potenza dovuta al passaggio di corrente tramite la legge di Joule - Comprendere il concetto del sovraccarico e le problematiche connesse - Effetto termico della corrente - Legge di Joule - Definizione di sovraccarico e pericoli del sovraccarico 4.3 - 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 - Bilancio energetico - Rendimento MODULO 5 : Teoria delle reti elettriche in corrente alternata monofase - conoscenza delle caratteristiche dei segnali alternati sinusoidali - definizioni dei componenti circuitali in corrente alterna - analisi e risoluzione di reti elettriche in corrente alternata monofase - potenza in corrente alternata monofase 5.1 - Segnali sinusoidali: - rappresentazione grafica sul piano di Gauss ed in funzione del tempo; - definizione di grandezza periodica, grandezza alternata ed alternata sinusoidale - definizione, formule di calcolo ed unità di misura di frequenza, periodo, pulsazione, valor istantaneo, valor medio, valor massimo, valor efficace 5.2 - Legge di Ohm in corrente alternata - circuiti ohmico-induttivi e ohmico-capacitivi - reattanza - impedenze in serie - impedenze in parallelo - ammettenza - suscettanza - circuiti con resistenze, induttanze e capacità 5.3 - Risoluzione di semplici circuiti in serie o in parallelo in c.a. - esercizi relativi a circuiti complessi con impedenze in serie ed impedenze in parallelo 5.4 - La potenza in c.a. (potenza attiva, reattiva, apparente, triangolo delle potenze) - concetto di potenza attiva - concetto di potenza reattiva - concetto di potenza apparente - triangolo delle potenze MODULO 6 : Trasformatori elettrici - conoscere il funzionamento del trasformatore; - conoscere il funzionamento dell autotrasformatore; - saper scegliere un trasformatore in base ai dati di targa e ai dati di progetto. 4/ 6
6.1 - Parti costruttive e principio di funzionamento del trasformatore - principio di funzionamento del trasformatore e sue caratteristiche funzionali; 6.2 - Trasformatori di misura - trasformatori voltmetrici; - trasformatori amperometrici; Modulo n 7: ATTIVITA DI LABORATORIO 7.1 Argomenti teorici propedeutici all attività di laboratorio Conoscenza e comprensione - Conoscere le unità di misura delle principali grandezze elettriche - Saper definire ed usare multipli e sotto multipli delle unità di misura in base al Sistema Internazionale - Conoscere e saper disegnare i simboli grafici degli strumenti e dei componenti elettrici più usati nei circuiti in corrente continua ed in corrente alternata monofase - Conoscere le specifiche fondamentali degli strumenti di misura - Conoscere il significato dei simboli raffigurati nei quadranti degli strumenti - Saper calcolare la costante strumentale di strumenti analogici - Comprendere il concetto di errore di inserzione - Conoscere e saper calcolare gli errori assoluto, relativo e percentuale - Saper identificare ed usare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. ed in corrente alternata monofase - Saper scegliere lo strumento in base alla grandezza da misurare ed alla precisione richiesta - Unità di misura delle grandezze elettriche, multipli e sottomultipli - Specifiche fondamentali degli strumenti di misura - Strumenti di misura: scale, portata, costanti strumentali, letture di fondo scala, classe - Amperometro - Voltmetro - Wattmetro - Tester - Errore di inserzione, di parallasse ed errori strumentali - Resistori, reostati e potenziometri - Oscilloscopio: cenni 7.2 Esercitazioni di laboratorio Conoscenza e comprensione - Saper eseguire letture su strumenti analogici - Saper utilizzare apparecchiature e strumenti per misure in c.c. - 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 monofase - Saper relazionare il lavoro svolto in laboratorio. - Lettura su strumenti analogici - Verifica della legge di ohm (proporzionalità diretta tra tensione e corrente in una resistenza) - Verifica del primo principio di Kirchoff - Verifica del secondo principio di Kirchoff - Verifica del principio di sovrapposizione degli effetti - Misura di potenza in corrente continua, con metodo voltamperometrico e con il wattmetro - Visualizzazione e misura di un segnale alternato sinusoidale con l oscilloscopio. - Determinazione del valore dell impedenza di un circuito serie R - L in corrente alternata monofase, con il metodo voltamperometrico 5/ 6
- Determinazione del valore dell impedenza di un circuito parallelo R - L - C in corrente alternata monofase, con il metodo voltamperometrico Cavarzere 14/11/2016 Gli insegnanti: Prof. VARAGNOLO GIAMPAOLO Prof. ZENNARO LUCIANO 6/ 6