Elettrotecnica ed Elettronica - sito di Enrico Ambrosini per l'Insegnante (E+E).pdf · Direzione...

Enrico Ambrosini

Elettrotecnica ed Elettronica

Guida per l’Insegnante

© 2012 RCS Libri S.p.A. - Milano Prima edizione: gennaio 2012 I diritti di traduzione e riproduzione, totali o parziali anche ad uso interno e didattico con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i paesi. Le fotocopie per uso personale del lettore possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Le riproduzioni per uso differente da quello personale potranno avvenire, per un numero di pagine non superiore al 15% del presente volume, solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, c.so di Porta Romana, 108, 20122 Milano, e-mail [email protected] sito web www.aidro.org La realizzazione di un libro presenta aspetti complessi e richiede particolare attenzione nei controlli: per questo è molto difficile evitare completamente errori e imprecisioni. L’editore ringrazia sin da ora chi vorrà segnalarli alle redazioni. Per segnalazioni o suggerimenti relativi al presente volume scrivere a: Direzione Editoriale RCS Libri S.p.A. - Divisione Education, via Rizzoli 8, 20132 Milano, fax 02 5095 2351. L’editore è presente su Internet all’indirizzo: www.auladigitale.rcs.it Indicazioni ed aggiornamenti relativi alla presente guida saranno disponibili sul sito. Ai sensi delle leggi sul copyright, questa pubblicazione non può essere riprodotta o trasmessa in alcun formato, elettronico o meccanico, ivi compresi fotocopie, registrazioni, archiviazioni in un sistema di reperimento dati, o traduzioni, interamente o in parte, senza previo consenso scritto dell’Editore. Ne è solo consentita la stampa a fini didattici in ambito domestico.

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Indice P A R T E 1 Guida al corso 1 Chiave di lettura del corso ……………………………...……………………………………. 4 2 La struttura del corso ………………………………………………………….……………… 5 3 La struttura del singolo volume ……………………………………………………………… 7 4 Elementi didattici nel testo …………………………………………………………………… 7 5 Parte digitale ………………………………………………...………………………………… 9 6 Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali ………….…….……… 9 7 Simboli più frequentemente utilizzati in questo corso ………………………..…………… 11 8 Le lezioni multimediali ……………………………………………………………...………… 11 9 Le schede di laboratorio ……………………………………………………………………… 12 P A R T E 2 Supporto ai docenti 1 Guida all’itinerario didattico del terzo anno ……………..……………….………………… 13 2 Guida all’itinerario didattico del quarto anno ……………..…………...…………………… 15 3 Un esempio di modalità di verifica …………………………..……………………………… 17

3.1 Classe terza ITI verifica sezione 1A …………………………………...……………… 18 3.2 Classe terza ITI verifica sezione 1B ………………………………………...………… 19 3.3 Classe terza ITI verifica sezione 1C …………………………………………...……… 22 3.4 Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento (articolazioni Elettronica e Automazione) ………………………………..……………

26

3.5 Classe terza ITI verifica sezione 1C + verifica di fine unità di apprendimento (articolazione Elettrotecnica) ………………………………………………..….………

28

4 Guida per l’insegnante - File di supporto al corso Elettrotecnica ed Elettronica di Ambrosini, Spadaro Maini, Perlasca,; © 2012 RCS Libri S.p.A., Milano – Tramontana.

P A R T E 1 Guida al corso 1 Chiave di lettura del corso In questo paragrafo si riporta una sintesi grafica della struttura del corso e di tutte le sue caratteristiche. Per un dettaglio maggiore degli aspetti più significativi si rinvia ai paragrafi successivi.

Teoria divisa in paragrafi

con nuvole delle parole chiave per ogni unità di lavoro

con finestre Non solo teoria per un immediato contatto con

la realtà applicativa

e finestre Facciamo il punto con mappe concettuali di

sintesi

Al termine delle singole sezioni la Verifica con Test, Problemi svolti e Problemi

da svolgere

Titoletti di richiamo degli argomenti trattati

Rimandi ad altre parti dell’opera

Note storiche

Post it con brevi riassunti

concettualinelle

colonne a sinistra del testo

Unità di apprendimento(1, 2, 3 …)

Iniziano con:- obiettivi di competenza intermedi- obiettivi di competenza finali- sintesi dei contenuti su carta e digitali

Sezioni 1A, 1B , 1C, ...

Sezioni 2A, 2B, 2C, ...

Sezioni 3A, 3B, 3C, ...

………...

eventualmente divise in sezioni

Lezioni multimediali

relative alle diverse sezioni teoriche e, normalmente,

sviluppabili anche antecedentemente alle stesse

utili per capire la teoria

in modo intuitivo con simulazioni

appositamente create

Titoletti

Rimandi

Post it

Riquadro con :- prerequisiti- contenuti trattati- riferimenti teorici

nelle colonne a sinistra del testo

integrative alla teoria

sviluppabili autonomamente dalla teoria

integrative alla teoria ma sviluppabili

autonomamente da essa

tre categorie

al termine di tutta la teoria

Schede di laboratorio

catalogate per sezioni e unità di apprendimento

indicazione dei file di supporto previsti

indicazione dei file appositamente

creati

a inizio singole lezioni

a inizio singole schede

al termine delle lezioni multimediali

Struttura del corso

Nei libri


Manuale dei data sheet

Data sheet

File delle simulazioni

ovveroGuida in pdf con raccolta guidata ai data sheet dei

componenti digitali

Materiale per (da scaricare via Internet)

Raccolta dei data sheet dei componenti considerati

nel testo

ovvero

Multisim

Ultiboard

LabVIEW

Altre categorie

Lezioni multimediali(in apposita cartella)caratterizzati dalla

sigla LS

Laboratoricaratterizati

dalla sigla LB

quattro casi

Approfondimentidi tipo matematico:

soprattutto derivazioni di formule non giustificate

nella teoria

in singole cartelle che richiamano la Non solo

teoria di riferimento e che contengono i diversi file

previsti

Schede integrativeintegrazioni al testo

base di teoria

Unità di apprendimento e/o sezioni integrative

strutturate come quelle dei libri

Problemi integrativi relativi anche agli

approfondimenti e alle schede integrative

Soluzioni di Test, Problemi e Quesiti di laboratorio relative sia alla parte cartacea che

a quella digitale

Starter kit di Multisim 11

Starter kit di Ultiboard 11

guide essenziali in italiano a questi software

numerati

a partire da:-100 per il 1° volume- 200 per il 2° volume- 300 per il 3° volume

Non solo teoriacaratterizati

dalla sigla NT

Materiali vari Caratterizzati dalla sigla MV

a partire da:-100 per il 1° volume- 200 per il 2° volume- 300 per il 3° volume

numerazione unica

raccolti

in singole cartelle che richiamano l’argomento di

riferimento e che contengono i diversi file previsti

raccolti

Schede di laboratorio integrativo

catalogate per sezioni e unità di

apprendimento

numerati a partire da 100

Abbreviazioni usate nel testof.e.m. = forza elettromotriced.d.p. = differenza di potenzialec.d.t. = caduta di tensionef.c.e.m. = forza contro elettromotricef.m.m. = forza magneto motricef.d.p. = fattore di potenzaG.d.F. = generatore di funzionif.d.t. = funzione di trasferimento

2 La struttura del corso Questo corso di Elettrotecnica ed Elettronica copre il secondo biennio e il quinto anno dell’indirizzo di Elettronica ed Elettrotecnica degli Istituti Tecnici Industriali riformati ed è così articolato:

• volume 1° comune a tutte le articolazioni; • volume 2° che copre l’articolazione Automazione mentre per le altre è previsto un ulteriore

fascicolo di completamento che va ad aggiungersi al vol. 2°: o fascicolo per articolazione Elettronica; o fascicolo per articolazione Elettrotecnica;

• volume 3° differenziato per le singole articolazioni: o volume per articolazione Elettronica; o volume per articolazione Automazione; o volume per articolazione Elettrotecnica.


Il corso è diviso in unità di apprendimento, normalmente suddivise in più sezioni e ogni unità di apprendimento presenta una pagina iniziale con l’obiettivo di competenza finale da raggiungere e gli obiettivi di competenza intermedi delle singole sezioni:

In questa pagina, inoltre, è presente una sintesi di tutti i contenuti (cartacei e digitali) dell’unità, infatti il singolo libro del corso presenta, a integrazione della parte cartacea o dell’equivalente nel caso di ebook, una sezione digitale (scaricabile via Internet tramite apposito codice allegato al libro) individuata con il simbolo :


3 La struttura del singolo volume (parte cartacea o equivalente per gli ebook) • Testo base con lo sviluppo essenziale degli argomenti. • Test di verifica, problemi svolti e da svolgere, questi ultimi con soluzioni in . • Schede di laboratorio raccolte a fine volume e classificate secondo le unità e sezioni di

riferimento. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce. • Lezioni multimediali, ovvero dei testi per l’uso passo-passo di simulazioni appositamente

create e fornite nella sezione aula digitale, che vogliono essere un approccio intuitivo ai concetti più impegnativi, e che senza rinunciare all’approccio teorico, comunque sempre presente, permettono la realizzazione di lezioni meno tradizionali tramite l’uso in abbinamento a un PC di LIM o proiettori. Per ulteriori dettagli si rinvia a una successiva specifica voce.

4 Elementi didattici inseriti nel testo (parte cartacea o equivalente per gli ebook) • Facciamo il punto, ovvero mappe che riassumono i concetti più significativi, al termine di singoli

raggruppamenti di contenuto omogeneo:

Potranno essere usate oltre che per un ripasso individuale anche per un ripasso collettivo in classe stimolando gli studenti all’eventuale espansione delle singole voci.

• Post-it con piccoli riassunti concettuali nel colonnino alla sinistra del testo:

• Note storiche riferite a personaggi e avvenimenti significativi per la materia nel colonnino alla sinistra del testo:

• Non solo teoria, ovvero schede che affrontano in forma pratica aspetti e applicazioni della materia per fornire subito una chiave di lettura sull’utilità della teoria oggetto di studio:


Queste schede, se inerenti argomenti elettronici, talvolta si spingono fino a proporre la realizzazione pratica di un circuito. Si noti, in corrispondenza del simbolo , il rimando a specifici file di supporto (nell’esempio considerato un file per la simulazione con Multisim, una cartella con il progetto del PCB realizzato con Ultiboard e un rimando al Manuale dei data sheet per le caratteristiche dei componenti usati).

• Evidenziazione in riquadri delle formule concettualmente conclusive di un discorso: si tratta

delle formule che hanno rilevanza autonoma e non solo significato come passaggio matematico intermedio.

• Indicazione grafica del grado di difficoltà dei problemi e dei paragrafi di riferimento. • Rimandi ai laboratori e alle lezioni multimediali. • Rimandi ai contenuti della sezione : approfondimenti, schede integrative, problemi

integrativi, laboratori integrativi, ulteriori lezioni multimediali, ulteriori unità e/o sezioni di teoria, specifici file di simulazione.

• Apertura delle singole sezioni con un’immagine di parole chiave che sintetizza i contenuti e utilizzabile per un ripasso finale:

Al termine delle verifiche della prima sezione della prima unità di apprendimento è riportato un esempio d’uso di queste parole chiave utili per ricostruire quanto studiato nella sezione considerata.

Il circuito proposto

I file di supporto disponibili: - file Multisim per la simulazione; - i file Ultiboard per il progetto del PCB;

- il manuale dei data sheet per le caratteristiche dei componenti usati.


• Ampio uso di software di simulazione (senza necessità di particolari prerequisiti) con particolare riferimento a Multisim, Ultiboard e LabVIEW della NI nei laboratori, nelle lezioni multimediali, ecc.

5 Parte digitale • DVD allegato al volume 1° con Software National Instruments (Multisim, Ultiboard e

LabVIEW) con licenza gratuita per uso limitato a fini didattici in ambito domestico. Si tratta di software di elevata qualità offerto gratuitamente a chi acquista il volume 1° del corso. Il che permetterà allo studente e al docente di operare anche a casa propria sfruttando le molte simulazioni proposte nel corso.

• Nella sezione scaricabile via Internet o File di simulazione previsti per le lezioni multimediali, l’attività di laboratorio, ecc. o Approfondimenti teorici, ovvero dimostrazioni matematiche di relazioni non

giustificate nel testo di teoria (l’elenco nell’indice dei singoli volumi). o Schede integrative per ampliare la teoria del testo base e richiamate con appositi

rimandi nel testo (l’elenco nell’indice dei singoli volumi). o Unità di apprendimento, sezioni e schede di laboratorio aggiuntive a quelle del

testo base (l’elenco nell’indice dei singoli volumi). o Problemi integrativi svolti e non svolti per approfondire contenuti non essenziali (la

loro presenza è richiamata nelle parti del testo dedicate alle verifiche). o Manuale dei data sheet per i componenti dell’elettronica digitale di base (con il vol.

1) e data sheet dei costruttori per gli altri componenti considerati nel testo. o Guide (in italiano) all’uso dei programmi National Instruments.

6 Corrispondenza tra contenuti del corso e linee guida ministeriali Di seguito si riportano le corrispondenze tra le conoscenze indicate nelle linee guida ministeriali e le unità di apprendimento, e relative sezioni, dei volumi 1 e 2 di questo corso (analoga corrispondenza verrà predisposta nell’aggiornamento di questa guida quando usciranno i volumi del 5° anno). Non abbiamo considerato gli obiettivi di abilità ministeriali perché, risultando di ampio respiro e spesso trasversali alle diverse unità di apprendimento, sono sempre perseguibili grazie alla presenza di tutti i contenuti richiesti. Sarà comunque compito del docente tenerli presenti durante la sua attività didattica.

Corrispondenza tra conoscenze delle linee guida ministeriali e unità di apprendimento (U.A.) e relative sezioni (SZ.)

2° Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 1° (3° anno)

N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi generali e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e U.A. 8 Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 1B, 2B e 4A Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Caratteristiche dei circuiti integrati: SZ. 4A Metodo simbolico per l’analisi dei circuiti: SZ. 8A Componenti circuitali e loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Algebra di Boole: SZ. 3C Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Famiglie dei componenti logici: SZ. 4A Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3C, U.A. 4 e 5 Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5 Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 Dispositivi programmabili: U.A. 6

La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C La strumentazione di base: SZ. 1C Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: SZ. 1C I manuali di istruzione: dove necessario Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico SZ. 2A e 7A Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi elettromagnetici SZ. 1C, 1D e 7B Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario



2° Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 1° (3° anno)

N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8 Leggi fondamentali dell’elettromagnetismo: U.A. 7 Circuiti magnetici: SZ. 7B Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C Conservazione dell’energia con riferimento al bilancio delle potenze: SZ. 1B, 1D e 8B Rifasamento: SZ. 8B Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali. Diagrammi vettoriali: SZ. 8A Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Metodo simbolico: SZ. 8A Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 1B, 2B, 8A Bilancio energetico, componenti attivi e passivi: SZ. 1B,1D e 8B Algebra di Boole: SZ. 3C Il sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Reti logiche combinatorie e sequenziali: SZ. 3A, 3C, U.A. 4 e 5 Registri, contatori, codificatori e decodificatori: SZ 4B, 5B e 5C Diagrammi vettoriali: SZ. 8A Circuiti magnetici: SZ. 7B Accoppiamento di circuiti: SZ. 7C

Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 Fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C La strumentazione di base: SZ. 1C Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: SZ. 1C I manuali di istruzione: dove necessario Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ 1C Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 1C Campo elettrico e campo magnetico: SZ. 2A e 7A Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi elettromagnetici: U.A. 1, 7 e 8 Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 8B Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario Manualistica d’uso e di riferimento: dove necessario Software dedicati: dove necessario Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario


2° Biennio - Articolazione Automazione - vol. 1° (3° anno)

N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze ministeriali possono comparire in più volumi Principi e teoremi per lo studio delle reti elettriche: U.A. 1 e 8 Tipologie di segnali: SZ. 1C Rappresentazione vettoriale dei segnali sinusoidali: SZ. 8A Componenti reattivi, reattanza ed impedenza: SZ. 8A Il metodo simbolico: SZ. 8A Bilancio energetico nelle reti elettriche: SZ. 1B, 1D e 8B Sistema di numerazione binaria: SZ. 3A e 3B Algebra di Boole: SZ. 3C Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche: SZ. 3C Le famiglie dei componenti logici: SZ. 4A Reti logiche combinatorie e sequenziali: U.A. 3, 4 e 5 Registri, contatori, codificatori e decodificatori: U.A. 4 e 5 Dispositivi ad alta scala di integrazione: U.A. 6 Dispositivi programmabili: U.A. 6 La fenomenologia delle risposte, regimi transitorio e permanente: SZ. 2C e 7C

Unità di misura delle grandezze elettriche: SZ. 1C La strumentazione di base: SZ. 1C Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: SZ. 1C Manuali di istruzione: dove necessario Teoria delle misure e della propagazione degli errori: SZ. 1C Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 2C Concetti fondamentali sul campo elettrico e sul campo magnetico: SZ. 2A e 7A Conservazione e dissipazione dell’energia nei circuiti elettrici e nei campi elettromagnetici: SZ. 1B, 1D, 8B e 7B Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario


2° Biennio - Articolazione Elettronica - vol. 2° + fascicolo di completamento (4° anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Caratteristiche dei componenti attivi e passivi: SZ. 11A, 13A e 13B Caratteristiche dei circuiti integrati SZ. 13C Componenti circuitali e loro modelli equivalenti SZ. 12A, 13A e 13B, U.A. 21(EN) Teoria dei quadripoli SZ. 12A Analisi armonica dei segnali SZ. 15A Filtri passivi SZ. 15A La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15 Risposte armoniche dei circuiti U.A. 15 Risonanza serie e parallelo SZ 15A Bande di frequenza U.A. 15 e SZ. 21(EN)B e 21(EN)C Teoria dei sistemi lineari e stazionari U.A. 12, 13 e 15 Algebra degli schemi a blocchi SZ. 12B Studio delle funzioni di trasferimento U.A. 15 Rappresentazioni: polari e logaritmiche S.Z. 12A, 15A e 15B Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri funzionali tipici U.A. 12, 13 ,15 e 21(EN) Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale SZ. 16C

Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi SZ. 13C, 15B e U.A. 16 Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche SZ. 12B e 13C Le condizioni di stabilità SZ. 15A e 15B Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: nei laboratori I manuali di istruzione: dove necessario Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 19(EN)A Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei componenti circuitali SZ. 11A, U.A. 16 e 21(EN) Elementi fondamentali delle macchine elettriche U.A. 17 e 19(EN) Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario



2° Biennio - Articolazione Elettrotecnica - vol. 2° + fascicolo di completamento (4° anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Componenti circuitali e i loro modelli equivalenti: SZ. 11A e U.A. 13 Sistemi polifase – sistemi simmetrici: U.A. 19(ET) Reti elettriche trifase con diverse tipologie di carico: U.A. 19(ET) Rifasamento: SZ. 19(ET)B Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A Filtri: SZ. 15A e 15B La fenomenologia delle risposte, regimi transitorie e permanente: U.A. 15 Risposte armoniche, risonanza serie e parallelo: SZ. 15A Teoria dei sistemi lineari e stazionari: U.A. 12, 13 e 15 Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B Studio delle funzioni di trasferimento: U.A. 15 Rappresentazioni: polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15 Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri funzionali tipici: U.A. 12 e 13 Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B Le condizioni di stabilità: SZ. 15A Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale: SZ. 13C Comparatori, sommatori, derivatori, integratori: SZ. 15B e U.A. 16

Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: nei laboratori I manuali di istruzione: dove necessario Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Fogli di calcolo elettronico: lab. SZ. 20(ET)A Funzionamento delle macchine elettriche: U.A. 17 e 20(ET) Trasformatore: principio di funzionamento e utilizzo: U.A. 20(ET) Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18 La componentistica degli impianti civili ed industriali ed i dispositivi di sicurezza: U.A. 21(ET) Progettazione e dimensionamento di impianti elettrici in BT a correnti forti e a correnti deboli: U.A. 21(ET) Rifasamento degli impianti utilizzatori: SZ. 19(ET)B Riferimenti tecnici e normativi: dove necessario Manualistica d’uso e di riferimento: dove necessario Software dedicati: dove necessario Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario


2° Biennio - Articolazione Automazione - vol. 2° (4° anno) N.B. 1: le conoscenze ministeriali non considerate sono relative ad altri volumi del corso N.B. 2: alcune conoscenze possono comparire in più volumi Teoria dei quadripoli: SZ. 12A Analisi armonica dei segnali: SZ. 15A Filtri passivi: SZ. 15A Le risposte armoniche e fenomeni di risonanza: 15A Teoria dei sistemi lineari e stazionari: SZ. 12, 13 e 15 Algebra degli schemi a blocchi: SZ. 12B Studio delle funzioni di trasferimento: SZ. 15A e 15B Rappresentazioni polari e logaritmiche: SZ. 12A e U.A. 15 Gli amplificatori: principi di funzionamento, classificazioni e parametri funzionali tipici: U.A. 12, 13 e 15 Tipi, modelli e configurazioni tipiche dell’amplificatore operazionale: SZ. 13C Comparatori, sommatori, derivatori, integratori e filtri attivi: SZ. 15C e U.A. 16

Uso del feed-back nell’implementazione di caratteristiche tecniche: SZ. 12B Condizioni di stabilità: SZ. 15A Unità di misura delle grandezze elettriche: dove necessario Simbologia e norme di rappresentazione: dove necessario Principi di funzionamento e caratteristiche di impiego della strumentazione di laboratorio: nei laboratori Manuali di istruzione: dove necessario Metodi di rappresentazione e di documentazione: dove necessario Principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei componenti circuitali: SZ. 11A e U.A. 13 Elementi fondamentali delle macchine elettriche: U.A. 17 Dispositivi elettronici di potenza: U.A. 18 Lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese: dove necessario

7 Simboli più frequentemente usati in questo corso f.e.m. = forza elettromotrice d.d.p. = differenza di potenziale c.d.t. = caduta di tensione G.d.F. = generatore di funzioni f.d.t. = funzione di trasferimento f.d.p. = fattore di potenza 8 Le lezioni multimediali Queste lezioni nascono dall’esigenza di un primo approccio alla disciplina in una forma intuitiva e, per quanto possibile, semplice al fine di invogliare gli studente a uno studio che, se sviluppato con modalità tradizionali, tendono sempre più a rifiutare. Queste lezioni sono sviluppate sfruttando specifiche simulazioni create con Multisim o con LabVIEW che, eseguite seguendo passo-passo le indicazioni del testo delle lezioni, permettono di acquisire in forma semplice i concetti più significativi della teoria. Nei termini appena esposti le lezioni multimediali si configurano come una modalità di approccio ai vari contenuti della disciplina propedeutica allo studio teorico tradizionale. Quest’ultimo potrà essere


poi sviluppato sia per approfondire ed integrare i contenuti delle lezioni multimediali sia per una formalizzazione dei contenuti stessi. Naturalmente nulla vieta il processo contrario. In effetti la tipologia di lezione multimediale appena descritta è sicuramente la più diffusa ma non l’unica presente nel corso. Le tipologie possibili sono tre:

1) lezioni che sviluppano in termini intuitivi i concetti più importanti della teoria e che possono svilupparsi senza avere precedentemente affrontato gli stessi argomenti per via teorica: si tratta della tipologia già descritta;

2) lezioni analoghe alle precedenti ma che introducono alcuni argomenti assenti nella teoria e quindi risultano integrative delle stesse;

3) lezioni multimediali che sviluppano attività prevalentemente operative (ad esempio uso di specifici software per la programmazione) che richiedono contenuti teorici precedentemente affrontati.

Per individuare le caratteristiche della singola lezione multimediale basterà analizzare le indicazioni sul colonnino a sinistra all’inizio delle stesse mentre sulla destra si troveranno le indicazioni per i file necessari:

9 Le schede di laboratorio L’attività di laboratorio può configurarsi sia con modalità tradizionale, tramite l’uso di componenti e strumenti reali, sia ricorrendo a software di simulazione. Nel caso che le simulazioni siano proposte con Multisim è sempre possibile procedere all’attività di laboratorio tradizionale, in quanto la simulazione riporta lo schema elettrico e gli strumenti da usare e proposti in forma simulata. L’apertura delle singole schede fornisce le informazioni necessarie:

Se tra i prerequisiti non compaiono contenuti sviluppati nella teoria della stessa sezione (come nell’esempio) la lezione può essere affrontata anche prima della teoria (è il caso più frequente).

Dai contenuti è possibile individuare eventuali argomenti (pochi) non trattati nella teoria.

Qui è possibile individuare i paragrafi di teoria (non vincolanti) che trattano gli argomenti della lezione.

Qui si individua il file che serve per la simulazione.

Qui le indicazioni per i file di supporto: il file per la simulazione (ma il laboratorio si può fare comunque) e il manuale dei data sheet per la piedinatura degli integrati.

Qui gli obiettivi della scheda.


P A R T E 2 Supporto ai docenti 1 Guida all’itinerario didattico del terzo anno Si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima dei paragrafi del corso da affrontare, naturalmente non vincolante, ma comunque indicativa.

Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per le articolazioni Elettronica e Automazione

NB: 1) I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi

agli argomenti considerati. 2) La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili

omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in .

Paragrafi per ipotesi minima

Unità di apprendimento 1 I circuiti elettrici e le relative misure

sezione 1A tutti sezione 1B tutti (escluso eventualmente il 10) sezione 1C tutti escluso il 18 (solo cenni) ed

eventualmente il 13 sezione 1D 1-2-5-6-7


Unità di apprendimento 2 L’elettrostatica e il condensatore

sezione 2A tutti sezione 2B tutti sezione 2C tutti


Unità di apprendimento 3 Le basi dell’elettronica digitale


Paragrafi per ipotesi minima Unità di apprendimento 4

Le famiglie logiche e gli integrati digitali

sezione 4A tutti

sezione 4B tutti (l’8 limitatamente ai decoder disponibili)


Unità di apprendimento 5 I circuiti sequenziali



Unità di apprendimento 6 I circuiti programmabili

sezione 6A tutti sezione 6B 1-2-3 sezione 6C tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi) sezione 6D tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi)


Unità di apprendimento 7 L’elettromagnetismo

sezione 7A tutti sezione 7B tutti (il 3 solo nelle linee essenziali) sezione 7C tutti


Unità di apprendimento 8 Il regime sinusoidale

sezione 8A tutti

sezione 8B tutti (3 e 4 solo nelle linee generali); completabile in classe quarta

sezioni 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B ore previste 7 20 10 15 6 7 6 3 7 21 6 10 7 7 5 10 4 10 10 10 10 10 10 8 totale ore 219 NB:

- si sono conteggiate 12 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - è da valutare il rinvio al 4° anno di parte dell’unità di apprendimento 8; - previo accordo con Sistemi le sezioni 6C e 6D sono parzialmente o totalmente omettibili.


Volume 1 (terzo anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica NB:

1) I riferimenti sono solo alla teoria: lezioni multimediali e laboratori sono sempre da considerarsi se relativi agli argomenti considerati.

2) La scelta (ministeriale) di trasferire nella parte digitale i contenuti non fondamentali fa si che le possibili omissioni di contenuti sul testo cartaceo siano limitate; per una piena personalizzazione del percorso didattico ci si può avvalere del materiale disponibile in .


Unità di apprendimento 1 I circuiti elettrici e le relative misure

sezione 1A tutti sezione 1B tutti (escluso eventualmente il 10) sezione 1C tutti escluso il 18 (solo cenni) ed

eventualmente il 13 sezione 1D 1-2-5-6


Unità di apprendimento 2 L’elettrostatica e il condensatore



Unità di apprendimento 3 Le basi dell’elettronica digitale



Unità di apprendimento 4 Le famiglie logiche e gli integrati digitali

sezione 4A tutti (del 3 solo cenni)

sezione 4B tutti (il 3 solo cenni e l’8 limitatamente ai decoder disponibili)


Unità di apprendimento 5 I circuiti sequenziali

sezione 5A tutti sezione 5B 1-2 sezione 5C 1


Unità di apprendimento 6 I circuiti programmabili

sezione 6A 1-2 sezione 6B 1-2-3 sezione 6C tutti o nessuno (previo accordo con Sistemi) sezione 6D -


Unità di apprendimento 7 L’elettromagnetismo



Il regime sinusoidale sezione 8A tutti sezione 8B tutti (completabile in classe quarta)

sezioni 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 5A 5B 5C 6A 6B 6C 6D 7A 7B 7C 8A 8B ore previste 7 20 14 15 6 10 6 3 7 21 5 9 7 7 3 8 4 10 - 12 12 12 10 10 totale ore 219 NB:

- si sono conteggiate 13 ore in meno rispetto alle 231 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - è da valutare il rinvio al 4° anno di parte dell’unità di apprendimento 8; - previo accordo con Sistemi la sezioni 6C è parzialmente o totalmente omettibile.


2 Guida all’itinerario didattico del quarto anno Come per il terzo anno, si fornisce, per ogni articolazione, una proposta intesa come ipotesi minima. Volume 2 + fascicolo di integrazione (quarto anno) Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettronica NB: vedi le note del terzo anno.

Paragrafi per ipotesi minima Unità di apprendimento 11 I diodi e le loro applicazioni

sezione 11A tutti (esclusi i riferimenti al trifase) sezione 11B -

Paragrafi per ipotesi minima Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori

sezione 12A tutti sezione 12B tutti


Unità di apprendimento 13 Amplificatori in centro banda



Alimentatori stabilizzati sezione 14A tutti


Unità di apprendimento 15 Il dominio della frequenza

sezione 15A tutti (eventualmente escluso l’11) sezione 15B tutti sezione 15C -


Applicazioni non lineari degli operazionali

sezione 16A tutti

sezione 16B 1 e 2


Introduzione alle macchine elettriche sezione 17A tutti


Unità di apprendimento 18 Elettronica di potenza

sezione 18A tutti sezione 18B tutti sezione 18C 1-2-3-4-5-6 sezione 18D 1 e 2


Le macchine elettriche sezione 19A tutti sezione 19B tutti


Amplificatori di potenza sezione 20A 1-2-3-4 sezione 20B 1-2


Integrazioni sugli amplificatori ai piccoli segnali

sezione 21A tutti sezione 21B - sezione 21C -

sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A ore previste 10 12 7 6 10 12 10 8 16 10 5 5 3 8 6 8 8 12 12 8 4 10 totale ore 190 NB:

- si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.


Volume 2 + fascicolo di integrazione Proposta di ipotesi minima per articolazione Elettrotecnica NB: vedi le note del terzo anno.


sezione 11A tutti sezione 11B -


Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori




sezione 13A tutti sezione 13B 1 e 2 sezione 13C tutti


Unità di apprendimento 14 Alimentatori stabilizzati

sezione 14A tutti



sezione 15A tutti (tranne filtro doppio T e par. 11) sezione 15B 1-2-3-4-5 sezione 15C -


Unità di apprendimento 16 Applicazioni non lineari

degli operazionali

sezione 16A -

sezione 16B 1 e 2





sezione 18A tutti sezione 18B tutti sezione 18C tutti sezione 18D 1 e 2


Unità di apprendimento 19 I sistemi trifase



Unità di apprendimento 20 Il trasformatore



Unità di apprendimento 21 Impianti elettrici


sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16B 17A 18A 18B 18C 18D 19A 19B 20A 20B 21A 21B ore previste 10 10 7 6 10 8 10 6 14 8 4 3 6 6 10 6 14 8 12 8 10 14 totale ore 190 NB:

- si sono conteggiate 8 ore in meno rispetto alle 198 teoriche per garantire un margine di sicureza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.


Volume 2 Proposta di ipotesi minima per articolazione Automazione NB: vedi le note del terzo anno.


sezione 11A tutti sezione 11B -

Paragrafi per ipotesi minima Unità di apprendimento 12 I quadripoli e gli amplificatori




sezione 13A tutti sezione 13B 1 e 2 sezione 13C tutti


Alimentatori stabilizzati sezione 14A tutti



sezione 15A tutti (tranne filtro doppio T e par. 11) sezione 15B 1-2-3-4-5 sezione 15C -


Applicazioni non lineari degli operazionali

sezione 16A tutti

sezione 16B 1 e 2





sezione 18A tutti sezione 18B tutti sezione 18C tutti sezione 18D 1 e 2

3 Un esempio di possibile modalità di verifica Si propone un esempio di possibile modalità di verifica relativa a tutta l’unità di apprendimento 1, divisa in più parti, una per ogni sezione, con l’ultima che vale anche come verifica globale dell’unità di apprendimento. In effetti la costruzione di una verifica dovrebbe partire dalla programmazione didattica della relativa unità di apprendimento, ma l’esigenza di non volere vincolare il singolo docente a una specifica impostazione e lo scetticismo che spesso i docenti manifestano nei confronti di queste problematiche ci hanno convinto a fornire direttamente il nostro esempio di verifica senza ulteriori approfondimenti. Chi fosse interessato potrà comunque leggere un altro documento fornito di supporto alla didattica: la Guida (opzionale) alla programmazione didattica. Infine, chi non lo fosse e non condividesse neppure l’impostazione data alle verifiche potrà comunque sfruttare i testi delle verifiche qui descritte rielaborandoli come meglio crede. Le verifiche delle singole sezioni prevedono domande relative alle conoscenze (o più precisamente conoscenze descrittive) e domande relative alle abilità (o conoscenze procedurali); la verifica

sezioni * 11A 12A 12B 13A 13B 13C 14A 15A 15B 16A 16B 17A 18A 18B 18C 18D ore previste 12 12 7 7 10 10 10 8 16 10 7 7 3 8 6 12 10 totale ore 155 NB:

- si sono conteggiate 10 ore in meno rispetto alle 165 teoriche per garantire un margine di sicurezza; - con * si è indicata una fase iniziale di ripasso ed eventuale completamento dei contenuti del 3° anno.


dell’ultima sezione viene estesa anche alle competente (o conoscenze contestuali). Queste ultime sono quelle indicate come obiettivi di competenza finale nelle pagine di apertura delle singole unità di apprendimento (ma senza valutare l’attività di laboratorio che avverrà a parte). Come già detto, per non appesantire l’esposizione, non sono riportati gli obiettivi relativi a singoli quesiti, chi fosse interessato a farsene un’idea potrà consultare l’apposita Guida (opzionale) alla programmazione didattica. La valutazione delle singole verifiche è costruita con una formula che segue due criteri elementari:

• il voto minimo è 1; • le sole conoscenze (descrittive) non possono portare alla sufficienza.

Ad esempio, nella verifica per la sezione 1A abbiamo stabilito per la sola conoscenza un punteggio massimo pari a 4 quindi, avendo posto pari a 1 il voto minimo e considerato che il massimo punteggio ottenibile con i quesiti delle conoscenze è pari a 15, il coefficiente moltiplicativo per ogni punto è (4-1)/15 = 0,2. Per le abilità i punti disponibili sono 14 e quindi il coefficiente moltiplicativo per ogni punto è (10-4)/14=0,428. La formula da usare per il voto è quindi:

1 + punti conoscenze x 0,2 + punti abilità x 0,428 = ……..

3.1 Classe terza ITI verifica sezione 1A (valida per tutte le articolazioni)

voto: 1 + punti conoscenze x 0,2 + punti abilità x 0,428 = (solo teoria voto max= 4)

Prima parte relativa alle conoscenze (tempo disponibile: 10 minuti)

1. Gli elettroni di valenza sono: (3 punti; -1 risp. errata) (R: c) a. tutti gli elettroni di un conduttore; b. gli elettroni di un semiconduttore; c. gli elettroni degli orbitali più esterni d. gli elettroni della banda di conduzione.

2. Un semiconduttore:(3 punti; -1 risp. errata) (R: d) a. è un materiale conduttore non metallico; b. un isolante di scarsa qualità; c. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un salto energetico

superiore a 1,6 eV; d. un materiale che presenta tra banda di valenza e banda di conduzione un gap minore o uguale a

1 eV.

3. Definire con parole vostre l’intensità di corrente elettrica, nell’ipotesi di corrente continua: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

4. La differenza di potenziale elettrico esprime: (3 punti; -1 risp. errata) (R: a)

a. il rapporto tra la differenza di energia potenziale tra i due poli di un generatore elettrico e la quantità di elettricità in gioco;

b. la differenza di energia potenziale tra i due poli del generatore elettrico; c. la differenza di quantità di elettricità tra i due poli del generatore; d. il rapporto tra quantità di elettricità e la differenza di energia potenziale.

5. Il pico è pari a ………. volte l’unità di misura base (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ogni errata) Il Giga è pari a ……… volte l’unità di misura base Il micro è pari a …….. volte l’unità di misura base

Voto

punti

punti

punti (con dettaglio del calcolo)

punti

punti


Seconda parte relativa alle abilità (tempo disponibile: 15 minuti)

6. Effettuare le seguenti conversioni: (1 punto per ogni risposta corretta; -0,5 per ognuna errata) 1,3 kΩ =……….. Ω (R: 1300 o 1,3 ·103) 0,45 V = ………. mV (R: 450 o 0,45·103) 6,7 μA = ………. A (R: 0,0000067 o 6,7·10-6) 0,35 A = ………. nA (R: 0,35·109)

7. La sezione di un conduttore è attraversata in 4 s da 1025 elettroni dal + verso il - . Ricordando che la quantità di carica di un elettrone vale 1,6·10-19 C, calcolare l’intensità della corrente elettrica. Riportare calcoli e passaggi matematici.

(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali) (R: 400 mA)

8. In un generatore elettrico la differenza di potenziale tra i poli è di 24 V; quanto vale l’energia

potenziale che il singolo elettrone al polo negativo presenta rispetto al polo positivo? Riportare calcoli e passaggi matematici.

(5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali) (R: 2,84·10-18 J)

3.2 Classe terza ITI verifica sezione 1B (valida per tutte le articolazioni)

voto: 1 + punti conoscenze x 0,143 + punti abilità x 0,2 = (solo teoria voto max= 4)

Prima parte relativa alle conoscenze (tempo disponibile: 10 minuti) 1. Un componente attivo: (3 punti; -1 risp. errata) (R: b)

a. è un componente utile al funzionamento del circuito; b. è un componente che contiene generatori o comunque si comporta come se li contenesse; c. è un componente che non dissipa energia; d. è un componente di tipo bipolare.

2. Una maglia è: (3 punti; -1 risp. errata) (R: a) a. un percorso chiuso che all’interno di un circuito partendo da un nodo ritorna allo stesso; b. un tratto di circuito compreso tra due nodi ; c. un tratto di circuito che contiene almeno due rami; d. un percorso chiuso che contenga almeno un generatore.

punti



Voto

punti

punti


3. Due componenti bipolari in parallelo: (3 punti; -1 risp. errata) (R: d) a. presentano ai loro capi due tensioni uguali; b. sono attraversati dalla stessa corrente; c. sono attraversati da correnti uguali; d. hanno ai loro capi la stessa tensione.

4. La seconda legge di Ohm: (3 punti; -1 risp. errata) (R: 4)

a. esprime il legame tra la resistenza, la resistività del conduttore considerato, la lunghezza e la sezione del conduttore stesso;

b. dice che la corrente è direttamente proporzionale alla resistenza; c. che la resistenza è direttamente proporzionale alla sezione del conduttore; d. che la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore e alla sua sezione e

inversamente proporzionale alla resistività del materiale. 5. In un partitore di tensione: (3 punti; -1 risp. errata) (R: c)

a. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alle singole resistenze; b. la tensione si ripartisce in modo inversamente proporzionale alla corrente; c. la tensione si ripartisce in modo direttamente proporzionale alle singole resistenze; d. la tensione ai capi delle singole resistenze è sempre la stessa.

6. Un generatore ideale di tensione: (3 punti; -1 risp. errata) (R: a)

a. fornisce ai suoi capi una differenza di potenziale che non cambia al variare del carico utilizzatore;

b. eroga una corrente che non dipende dalla temperatura della resistenza di carico; c. fornisce una tensione che varia poco anche con grandi variazioni del carico; d. presenta una piccola resistenza interna.

7. Il massimo trasferimento di energia da generatore a utilizzatore (resistivo) si ha: (3 punti; -1 risp. errata) (R: d) a. quando è massima la corrente; b. in cortocircuito; c. quando è massimo il rendimento del generatore; d. quando la resistenza dell’utilizzatore eguaglia quella interna del generatore.


8. Un resistore alla temperatura di 20 °C assume il valore di 185 Ω; sapendo che alla temperatura di 75 °C assume il valore di 187 Ω calcolare il coefficiente di temperatura del materiale usato per il resistore alla temperatura di 20 °C. (3 punti; -1 risp. errata) (R: d) a. 0,181·10-3 b. 19,6·10-6 c. 181·10-5 d. 0,196·10-3

9. Un resistore è attraversato da una corrente di 25 mA e dissipa una potenza di 32 mW. Quanto vale la resistenza? (3 punti; -1 risp. errata) (R: b) a. 2,5 kΩ b. 51,2 Ω c. 132,5 mΩ d. 12,5 Ω

10. Se si deve misurare la tensione ai capi di un resistore da 10 kΩ risulta più corretto utilizzare: (3 punti; -1 risp. errata) (R: d) a. un voltmetro con resistenza interna superiore a 10 kΩ; b. un voltmetro con resistenza interna di almeno 100 kΩ; c. un voltmetro con resistenza interna uguale a 10 kΩ; d. un voltmetro con resistenza interna da 1 MΩ.

punti

punti

punti

punti

punti

punti

punti

punti


11. Un partitore di tensione è formato da tre resistori di valore rispettivamente di 1 kΩ, 2 kΩ e 4 kΩ. Sapendo che su quello da 2 kΩ cade una tensione di 3 V, quanto vale la tensione complessiva ai capi del partitore? (3 punti; -1 risp. errata) (R: a) a. 10,5 V b. 9 V c. 10 V d. 12 V

12. Calcolare il valore della corrente I. (3 punti; -1 risp. errata) (R: d)

a. 4,33 μA b. 5,27 mA

c. 1,5 A d. 4,36 mA

13. Valutare la resistenza equivalente vista dai terminali A e B. Riportare calcoli e passaggi matematici. (4 punti; 3,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 3,5 p.ti: −0,8 per errori di calcolo marginali, −1,5 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,3 punti in relazione a scarso ordine, −0,3 punti per errori formali) (R: 4,1 kΩ)

14. Calcolare il valore di VCC. Riportare calcoli e passaggi matematici. 15. (3 punti; 2,5 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo gravi o reiterati,

−0,2 punti in relazione a scarso ordine, −0,2 punti per errori formali) (R: 5,64 V)

punti

punti




16. Un generatore reale di tensione presenta una f.e.m di 15 V e una resistenza interna di 50 Ω. Quanto vale la corrente del generatore di corrente equivalente? E la sua resistenza interna? (R: c) (3 punti; -1 risp. errata)

a. 10 mA e 50 Ω b. 24,3 mA e 20 mΩ c. 300 mA e 50 Ω d. 30 mA e 100 Ω

17. Calcolare il valore di VCC. Riportare calcoli e passaggi matematici. (R: 9,32) (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; 2 p.ti: risp. non corretta ma con elementi parz.accet.; con 4 o 5 p.ti: −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)

3.3 Classe terza ITI verifica sezione 1C (valida per tutte le articolazioni)

voto: 1 + punti conoscenze x 0,097 + punti abilità x 0,190 = (solo teoria voto max= 4,5)


1. Individuare le scritture corrette secondo il SI: (3 punti se si individuano tutte le risposte esatte; 0 altrimenti) (R: a, d, e) a. 4 kg b. tre mV c. cinque Volt d. tre ampere e. 3 W f. nW 25

2. Chiarire il concetto di errore sistematico. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

punti


Voto

punti


3. In uno strumento tradizionale la classe di precisione: (3 punti; -1 risp. errata) (R: b)

a. è il rapporto tra il valore, in modulo, dell’errore massimo assoluto e il fondo scala; b. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore, in modulo, dell’errore massimo assoluto e il

fondo scala; c. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore dell’errore massimo assoluto e il fondo scala; d. è il rapporto, in termini percentuali, tra il valore del fondo scala e il modulo dell’errore massimo

assoluto. 4. Un alimentatore stabilizzato: (3 punti; -1 risp. errata) (R: c)

a. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore; b. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni della tensione di rete; c. fornisce una tensione continua poco dipendente dalle variazioni del carico utilizzatore e da

quelle della tensione di rete; d. tende a fornire una corrente costante indipendentemente dal carico.

5. Fornire una corretta definizione di segnale: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

6. Fornire una corretta definizione di valore efficace: (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

7. Il valore medio di un segnale periodico è: (3 punti; -1 risp. errata) (R: b)

a. il suo valore efficace b. la sua componente continua c. l’altezza del rettangolo equivalente d. il valore di picco diviso radice di 2


punti

punti



punti


8. Un segnale alternato è: (3 punti, -1 risp. errata) (R: d) a. a valore efficace nullo b. a valor medio costante c. aperiodico d. periodico a valor medio nullo

9. Formula del valore medio di un segnale sinusoidale raddrizzato a semionda:…………….. (3 punti)

10. Formula del valore efficace di un’onda quadra alternata:………………(3 punti) 11. Un Multimetro del tipo TRMS: (3 punti; -1 risp. errata) (R: c)

a. misura il valore efficace misura il valore efficace di un segnale periodico anche se non alternato; b. misura il valore efficace solo di segnali sinusoidali; c. misura il valore efficace della componente alternata di qualsiasi segnale periodico; d. misura solo le tensioni continue.

12. Un oscilloscopio dal punto di vista della misura è: (3 punti, -1 risp. errata) (R: d) a. un amperometro; b. un amperometro e in voltmetro c. un voltmetro in ac; d. un voltmetro.


13. Si dispone di uno strumento amperometrico con fondo scala di 20 μA e resistenza interna di 2 kΩ. Quanto deve valere la resistenza da porvi in parallelo per ottenere un amperometro con fondo scala di 100 mA? (3 punti, -1 risp. errata) (R: b) a. 100 mΩ; b. 400 mΩ; c. 20 Ω; d. 100 Ω.

14. Un classico strumento voltmetrico con lettura ad indice presenta un fondo scala di 400 V e un

numero di divisioni pari a 200. Quanto vale la sua sensibilità? (3 punti; -1 risp. errata) (R: a) a. 0,5 div/V b. 2 div/V c. 2 V d. 0,5 V

15. Un alimentatore stabilizzato è tarato per fornire una tensione di 12 V con corrente non superiore a 2 A. Sapendo che la protezione contro i sovraccarichi è del tipo a tensione e corrente costanti, valutare il minimo valore resistivo che si può applicare tra i morsetti + e – dell’alimentatore per non ottenere l’intervento della protezione in corrente e in queste condizioni quanto vale la tensione fornita. (3 punti; -1 risp. errata) (R: a) a. 6 Ω – 12 V; b. 2 Ω – 12 V; c. 6 Ω – 6 V; d. 12 Ω – 3 V.

16. Una tensione continua può essere un segnale? (3 punti, - 1 risp. errata) (R:

b) a. Si tutte le grandezze elettriche sono dei segnali. b. Si perché se il valore non è noto a priori contiene comunque un’informazione.

punti

punti

punti

punti

punti

punti

punti

punti

punti


c. No perché non varia nel tempo. d. No il segnale deve essere periodico.

17. A un segnale alternato triangolare di valore efficace 2 V si sovrappone un segnale continuo di 1 V;

quanto valgono i valori massimi e minimi del segnale risultante? (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine) (R: 4,464 V e -2,464 V)

valore massimo ………………….. valore minimo …………………..

Calcoli che giustificano i risultati:

18. Calcolare il valore medio del seguente segnale nell’intervallo tra 0 e 12 ms. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali) (R: 1,125 V)

Risultato: ………………. Riportare i calcoli effettuati:

19. Un DMM presenta una precisione di ±0,3% reading ±0,04% range. Se lo strumento misura 4 V su un fondo scala di 10 V quanto vale l’errore massimo assoluto?

(4 p.ti; −0,5 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti per scarso ordine) (R:±0,016 V)

20. Un DMM del tipo TRMS misura correttamente il valore efficace di un segnale alternato

sinusoidale fino alla frequenza di 100 kHz. Se il segnale in ingresso è alternato non sinusoidale la misura: (3 punti; -1 risp. errata) (R: a)

a. è sempre errata; b. è corretta se tutte le armoniche di ampiezza non trascurabile sono di frequenza non superiore a

10 kHz;



punti



c. è corretta se tutte le armoniche di ampiezza non trascurabile sono di frequenza non superiore a 100 kHz;

d. è sempre corretta perché lo strumento è TRMS. 3.4 Classe terza ITI verifica sezione 1D + verifica di fine unità di apprendimento

(valida per le articolazioni Elettronica e Automazione)

voto: 1 + punti conoscenze x 0,208 + punti abilità x 0,325 = (solo teoria voto max= 3,5)


1. Enunciare i principi di Kirchhoff. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

2. Enunciare il principio di sovrapposizione egli effetti. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

3. Enunciare il principio di Thevenin. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)

4. Enunciare il principio di Norton. (3 p.ti; 2 p.ti risp. accettabile ma non tot. corr.ta per contenuto; −0,25 p.ti in relazione a scorretta forma espositiva o carenze formali; −0,25 p.ti in relazione a scarsa autonomia espositiva; −0,25 p.ti per scarso ordine)





Voto


Seconda parte relativa alle abilità della sezione che valgono anche come obiettivi

di competenza finale dell’unità di apprendimento (tempo disponibile: 60 minuti)

5. Supposti noti i valori delle resistenze e delle f.e.m. scrivere un sistema risolutivo per il calcolo delle correnti. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali o di distrazione)

6. Calcolare la corrente I3 usando la sovrapposizione degli effetti. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di

errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)

7. Calcolare la corrente I2 usando esclusivamente il principio di Thevenin. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5



punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)

8. Considerando il circuito del problema precedente calcolare la tensione ai capi di R4 usando anche il

principio di Norton. (5 punti; 4 p.ti: risp. quasi corr.ta a causa di errori concettualmente marg.; −1 per errori di calcolo marginali, −2 per errori di calcolo gravi o reiterati, −0,5 punti in relazione a scarso ordine, −0,5 punti per errori formali)

3.5 Classe terza ITI verifica sezione 1D + verifica di fine unità di apprendimento

(valida per l’articolazione Elettrotecnica)

voto: 1 + punti conoscenze x 0,335 + punti abilità x 0,4 = …….. (solo teoria voto max= 4)




Prima parte relativa alle conoscenza (tempo disponibile: 8 minuti) Usare i quesiti da 1-2-3 della verifica del par. 1.4. Seconda parte relativa aalle abilità della sezione che valgono anche come verifica della competenza finale dell’unità di apprendimento (tempo disponibile: 60 minuti) Usare i quesiti da 5-6-7 della verifica del par. 1.4.

Elettrotecnica ed Elettronica - sito di Enrico Ambrosini per l'Insegnante (E+E).pdf · Direzione...

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