PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE · Cenni sull’articolazione del sistema elettrico nazionale...

Programmazione Disciplinare TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI

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PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE

REV.00 del 27.09.13

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE

"BUCCARI – MARCONI” Classe IV Z sperimentale Pag. 1 di 7

PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE a.s.2016/2017

Viale Colombo 60 – 09125 Cagliari - Uff. D.S / Segreteria 070300303 – 070301793 070340742 (Sede Via Pisano Tel. 070554758) [email protected] Codice Fiscale: 92200270921 - Codice Meccanografico: CAIS02300D

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE

Disciplina TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI

a.s.2016/2017

Classe: IV Sez. Z sperimentale

INDIRIZZO Elettronica ed Elettrotecnica

ARTICOLAZIONE Elettrotecnica

Docente: Prof. Roberto Manovella Docente tecnico pratico: Prof. Pierluigi Pilia

mailto:[email protected]


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ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe

La classe partecipa al progetto di Alternanza Scuola Lavoro con l’ENEL, approvato dal MIUR, ed è composta da 20 alunni provenienti da diversi Comuni della Sardegna, scelti tramite selezione pubblica dall’ENEL.

Alunni con Bisogni Educativi Speciali (alunni diversamente abili e con disturbi specifici dell’apprendimento) Ved. Verbale C.d.C. relativo alla Programmazione Collegiale Annuale.

Livelli di partenza rilevati Gli alunni provengono da diversi Istituti Tecnici regionali, con esperienze formative variamente differenti e livelli di competenza e conoscenze non del tutto comparabili.

PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI La disciplina “TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI”, nel seguito TPS, contribuisce all’acquisizione delle competenze di filiera dell’indirizzo “Elettrotecnica ed Elettronica”, concorrendo, con le altre discipline di indirizzo, al conseguimento dei risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale del diplomato in “Elettrotecnica ed Elettronica”. Pertanto, le conoscenze e le abilità elencate nel seguente Piano di Lavoro, sono declinate - in relazione alle competenze che, in generale, costituiscono il “profilo” del diplomato in “Elettrotecnica ed Elettronica” – in modo da conseguire risultati di apprendimento congruenti alle altre discipline caratterizzanti il secondo biennio e il quinto anno, e cioè Elettrotecnica e Sistemi Automatici. In particolare, la disciplina concorre al raggiungimento, al termine del secondo anno del secondo biennio, dei seguenti risultati di apprendimento, relativi all’indirizzo, espressi in termini di competenza: 1. impostare e gestire progetti di impianti elettrici civili e industriali in B.T. 2. redigere relazioni tecniche ed elaborati grafici progettuali e documentare le attività individuali e di gruppo

svolte nella simulazione di situazioni professionali 3. utilizzare le apparecchiature e la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per

effettuare verifiche, controlli e collaudi 4. analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche con particolare attenzione alla sicurezza nei

luoghi di vita e di lavoro

ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 2 ore di teoria e 4 ore di esercitazioni di laboratorio alla settimana. Di queste ultime, 2 sono svolte presso la sede ENEL, in accordo con la programmazione concordata nell’ambito del progetto di Alternanza Scuola Lavoro approvato dal MIUR.

PIANO DI LAVORO COMPETENZE ABILITA’ CONOSCENZE

Competenza n.1 UNITÀ N.1 CONSOLIDAMENTO E ALLINEAMENTO DEI PREREQUISITI: ELETTROTECNICA E CIRCUITI ELETTRICI. Tempo d’attuazione SETTEMBRE – OTTOBRE

Capacità di usare un linguaggio tecnico adeguato. Saper analizzare circuiti elettrici in corrente continua e in corrente alternata sinusoidale. Rappresentare schemi funzionali di componenti circuitali, reti e apparati.

Conoscere le principali grandezze elettriche. Legge di Ohm. Circuiti elettrici: simboli, definizione di nodo e maglia, resistenze in serie e in parallelo. Norme CEI e principali disposizioni di legge in materia: dalla Legge 46/1990 al DM 37/2008. Dlgs.81/2008. Norme CEI 64/8. Cenni sull’articolazione del sistema elettrico nazionale di produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia (svolto da ENEL).



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COMPETENZE ABILITA’ CONOSCENZE

Competenze n.1 - 2 - 3 UNITÀ N.2 ELEMENTI DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE. AZIONAMENTO MOTORE ASINCRONO TRIFASE (Nota: attività laboratoriale in coordinamento con Elettrotecnica e Sistemi Automatici) Tempo d’attuazione OTTOBRE - NOVEMBRE GENNAIO

Descrivere e spiegare le caratteristiche delle macchine elettriche

Applicare i principi del controllo delle macchine elettriche.

Illustrare gli aspetti generali e le applicazioni dell’automazione industriale in riferimento alle tecnologie elettriche ed elettroniche

Struttura della macchina: statore, rotore e circuito magnetico; rotore avvolto e a gabbia; anelli e spazzole. Campo magnetico rotante e principio di funzionamento. Velocità di sincronismo e velocità del rotore. Coppie polari. Collegamento delle fasi. Coppia motrice e coppia resistente. Stabilità e instabilità. Corrente di spunto e corrente nominale. Funzionamento a vuoto. Avviamento ed inversione di marcia. Attività di laboratorio: Differenza tra Logica cablata e programmabile. Apparecchi ausiliari di comando e segnalazione. Fusibili. Contatti di Fine corsa: classificazione, principio di funzionamento. Pulsanti. Relè: principio di funzionamento e parametri caratteristici, tensione di eccitazione, forme costruttive e tipi di contatto dei relè. Contatti NO NC, contatti di scambio, rappresentazione grafica. Contattori elettromagnetici: tipi di contatto, principali ed ausiliari, fissi e mobili, schema elettrico del contattore. Temporizzatori. Relè termico. Interblocco meccanico. Disegno degli schemi elettrici e prova di funzionamento al banco:

avviamento diretto di un motore asincrono trifase da uno o più punti;

avviamento ed inversione di marcia di un motore asincrono trifase;

avviamento stella/triangolo: collegamento delle fasi, variazione correnti di linea e di fase.

Competenze n.1 - 2 - 3 UNITÀ N.3 CONDUTTURE ELETTRICHE E CRITERI PER IL LORO DIMENSIONAMENTO (Nota: in coordinamento con ENEL) Tempo d’attuazione NOVEMBRE – DICEMBRE - GENNAIO

Saper riconoscere le caratteristiche di una conduttura elettrica.

Scegliere il cavo idoneo alla tipologia di installazione.

Saper individuare il criterio di dimensionamento idoneo e svolgere il relativo calcolo di verifica.

Definizioni e classificazione. La linea come doppio bipolo. Parametri distribuiti e concentrati. Resistenza, induttanza e reattanza di linea. Perdita di potenza in linea. Rendimento di linea. Caduta di tensione in linea. Cavi: principali tipologie e loro campi di impiego.



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Dimensionamento dei conduttori: scelta dei cavi in funzione della portata nominale; verifica secondo il criterio della massima c.d.t. ammissibile; uso delle tabelle UNEL 35023/70 e 35024/70; Modalità di posa. Portata dei cavi posati in aria e interrati: coefficienti correttivi.

Competenza n. 1 - 4 UNITÀ N.4 ELEMENTI DI SICUREZZA E PREVENZIONE INFORTUNI NEGLI AMBIENTI DI LAVORO (Nota: in coordinamento con ENEL). Tempo d’attuazione NOVEMBRE – DICEMBRE - GENNAIO - FEBBRAIO - MARZO

Riconoscere i rischi dell’utilizzo dell’energia elettrica in diverse condizioni di lavoro, anche in relazione alle diverse frequenze di impiego ed applicare i metodi di protezione dalle tensioni contro i contatti diretti e indiretti. Individuare, valutare e analizzare i fattori di rischio dei processi produttivi negli ambienti di lavoro del settore. Applicare le normative, nazionali e comunitarie, relative alla sicurezza e adottare misure e dispositivi idonei di protezione e prevenzione.

Concetti di rischio, di pericolo, di sicurezza e di affidabilità. Normativa nazionale e comunitaria sulla sicurezza, sistemi di prevenzione e gestione della sicurezza nei luoghi di lavoro L’elettricità ed il corpo umano. Rischi del settore elettrico. Effetti lesivi dell’energia elettrica. Curve di pericolosità. Contatti diretti e indiretti. Classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione nominale. Classificazione dei sistemi elettrici in funzione dello stato del neutro e delle masse. Protezione e dispositivi di sicurezza negli impianti elettrici ad uso civile:

l’impianto di terra: generalità, componenti, campo di applicazione, realizzazione;

interruttori automatici e interruttore differenziale: generalità e campo di impiego.

Competenza n.1 - 2 - 4 UNITÀ N.4 CRITERI DI INDIRIZZO PER LA PROGETTAZIONE DI IMPIANTI ELETTRICI IN BT NEGLI EDIFICI AD USO CIVILE E INDUSTRIALE Tempo d’attuazione GENNAIO - FEBBRAIO - MARZO

Applicare le norme tecniche e le leggi sulla sicurezza nei settori di interesse

Individuare gli elementi basilari, le necessità e gli aspetti critici per il progetto e la successiva realizzazione di un impianto elettrico ad uso civile.

Rappresentare schemi funzionali di componenti circuitali, reti e apparati.

Riconoscere, analizzare e saper montare i circuiti elettrici basilari per gli impianti civili.

Caratteristiche generali degli impianti elettrici ad uso civile. Potenza convenzionale e corrente di impiego. Coefficienti di utilizzazione e di contemporaneità. Corrente di impiego termicamente equivalente. Attività di laboratorio: Norme CEI per i simboli grafici. Definizione tipologie schemi elettrici: multifilare, unifilare, funzionale. Uso di programmi CAD per il disegno di simboli e schemi elettrici. Uso di software specifici del settore. Schemi elettrici dei seguenti circuiti basilari per il comando luci:

punto luce interrotto e presa;

punti luce deviato e invertito;

punto luce comandato da 3 punti



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con relè interruttore;

punto luce comandato da relè commutatore, temporizzato e crepuscolare.

Disegno CAD degli schemi elettrici di cui sopra e loro successivo cablaggio su pannelli predisposti per la verifica del funzionamento.

Competenza n.1 – 2 – 3 - 4 UNITÀ N.5 PROGETTAZIONE DI IMPIANTI UTILIZZATORI BT IN EDIFICI AD USO CIVILE/INDUTRIALE. INTRODUZIONE ALLA DOMOTICA. Tempo d’attuazione MARZO – APRILE - MAGGIO

Saper individuare e dimensionare i componenti necessari per realizzare un semplice impianto elettrico per usi civili.

Saper scegliere le apparecchiature elettriche da utilizzare e descriverne le caratteristiche elettriche e tecnologiche e le modalità di utilizzo.

Individuare e utilizzare la strumen-tazione di settore anche con l’ausilio dei manuali di istruzione, scegliendo adeguati metodi di misura e collaudo.

Effettuare misure nel rispetto delle procedure previste dalle norme.

Analizzare e dimensionare impianti elettrici caratterizzati da un elevato livello di automazione o domotici.

Inserire nella progettazione componenti e sistemi elettronici integrati avanzati.

Elementi di progettazione degli impianti civili:

metodo di dimensionamento dei conduttori: calcolo della potenza installata; coefficienti di contemporaneità ed utilizzazione; scelta dei cavi in funzione della portata nominale; verifica secondo il criterio della massima c.d.t. ammissibile; uso delle tabelle UNEL 35023/70 e 35024/70;

cavi: principali tipologie e loro campi di impiego;

gradi di protezione degli involucri;

principali apparecchiature: presa f.m. interruttore, deviatore, invertitore, relè (interruttore, commutatore, temporizzato e crepuscolare);

criteri di scelta delle principali dotazioni impiantistiche in un appartamento per civile abitazione (circuito luce; circuito prese; impianto citofonico, TV, telefonico);

preventivo di spesa (computo metrico estimativo), redatto mediante uso del foglio di calcolo elettronico.

Domotica Componenti e sistemi per la domotica:

caratteristiche generali e vantaggi dei

sistemi bus; tipo di cablaggio;

indirizzamento.

Ambiti di applicazione dei sistemi bus. Standard più diffusi. Standard KNX. Sistemi BUS Proprietari Controllori logici programmabili. Attività pratiche e di laboratorio: progetto degli impianti elettrici per un’abitazione, diversa per ciascun alunno, articolato nelle seguenti fasi:

disegno della planimetria



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dell’abitazione in scala 1:50

scelta del tipo e del numero delle apparecchiature elettriche da installare e loro dislocazione

dimensionamento dei vari circuiti luce e prese in cui viene suddiviso l’impianto

scelta delle apparecchiature elettriche di protezione da installare nel quadro generale

disegno degli schemi topografici unifilari dei vari circuiti: luce – prese – impianti TV, telefono e citofono

predisposizione del computo metrico estimativo, mediante utilizzo del computer, con l’ausilio del software EXCEL (foglio elettronico).

Applicazioni della domotica:

motorizzazione e illuminazione in ambienti civili.

STRUMENTI DIDATTICI

Libri di testo Web-Quest

Testi di consultazione Siti web

Fotocopie Manuale o altro…

Sussidi multimediali LIM

Lavagna luminosa Computer

TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO E ALTRI ELEMENTI DI VALUTAZIONE Verifiche orali Prove grafiche

Prove/verifiche scritte (n.1 per ogni U.C.) Prove pratiche

Risoluzione di problemi Relazioni tecniche e/o sull’attività svolta

Osservazioni sul comportamento (partecipazione,

attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e)

Esercizi (a supporto della spiegazione teorica)

METODOLOGIA DIDATTICA

Lezione frontale

Lezione partecipata: Modello deduttivo (Sguardo d’insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione)

Cooperative learning

Brainstorming



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CRITERI E GRIGLIA DI VALUTAZIONE In funzione degli obiettivi fissati, per la valutazione si terrà conto: · dei progressi raggiunti dall’alunno rispetto al livello iniziale; · dell’impegno e partecipazione al dialogo educativo; · dell’acquisizione consapevole delle informazioni; · della comprensione e capacità di rielaborare le informazioni; · della capacità di analisi, sintesi e applicazione; · capacità di esprimersi con linguaggio tecnico corretto

VOTO LIVELLO CONOSCENZA ABILITA’ COMPETENZA

10

Eccellente Ampia, completa, approfondita

Elabora relazioni fra i concetti chiave in modo trasversale e interdisciplinare

Comprende e rielabora i contenuti in modo critico ed originale

9 Ottimo Ampia, completa e approfondita

Organizza in modo autonomo e corretto le conoscenze

Comprende e rielabora i contenuti in modo articolato

8

Buono Completa e approfondita Sa classificare e ordinare in modo corretto le conoscenze

Comprende e rielabora i contenuti in modo autonomo

7

Discreto Completa ma non approfondita

Ordina, sintetizza i contenuti anche se talvolta necessita di una guida

Comprende e rielabora i contenuti in modo personale ma non sempre autonomo

6 Sufficiente Essenziale, ma nozionistica e non approfondita

Organizza le conoscenze in modo semplice e non del tutto autonomo

Comprende e rielabora i contenuti in modo elementare ma corretto

5 Mediocre Superficiale Compie valutazioni molto elementari e non sempre adeguate

Comprende i contenuti ma non sempre è in grado di rielaborarli in modo corretto

4

Insufficiente Superficiale e frammentaria

Non riesce a fare valutazioni di quanto appreso

Comprende e rielabora i contenuti in modo non corretto

3

Gravemente insufficiente

Lacunosa e incompleta Non è in grado di correlare i concetti chiave

Non rielabora i contenuti

2

Scarso Nessuna conoscenza

Non è in grado di individuare i concetti base

Non rielabora i concetti base

1 Nullo Nessuna nozione Nessuna Nessuna

I docenti

Prof. Roberto Manovella Prof. Pierluigi Pilia


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