PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE · Rappresentazione di funzioni periodiche nel dominio del...

Programmazione Disciplinare

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE

"BUCCARI – MARCONI”

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PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE

REV.00 del 27.09.13

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PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE

Disciplina Elettrotecnica ed elettronica a.s. 2015/2016

Classe: Terza Sez. Y elettrotecnica

INDIRIZZO: Elettrotecnica ed Elettronica

Docenti : Prof.Maria Rosaria Pisu – Walter Melis

PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE a.s.2015/2016

Viale Colombo 60 – 09125 Cagliari - Uff. D.S / Segreteria

070300303 – 070301793

070340742 (Sede Via Pisano Tel. 070554758) [email protected] Fiscale: 92200270921 - Codice Meccanografico: CAIS02300D




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ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 6 ore settimanali di cui 3 di teoria e 3 di laboratorio libro di testo G.Conte-E. Impallomeni-M.cesarani “ Corso di Elettrotecnica ed Elettronica nuova

edizione openschoo1” Ed.Hoepli

ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe La classe è composta da 25 alunni :20 provenienti dal biennio del nostro Istituto tranne 2 dall’ITIScano e 3 ripetenti. L’attenzione e la partecipazione è al momento mediamente sufficiente.

Alunni con bisogni educativi speciali : nessuno Livelli di partenza rilevati: mediamente sufficienti

Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza:nessuna in quanto lo studio dell’elettrotecnica

inizia nella classe terza. Conversazioni e colloquio con la classe al fine di capire le conoscenze di base in fisica

e matematica,

PREREQUISITI

Sono considerati prerequisiti essenziali : Nozioni e concetti di fisica e chimica.

Nozioni e concetti di matematica.

Sufficiente esposizione orale e scritta.

Adeguata comprensione di un testo scritto e grafico.

OBIETTIVI MINIMI

A fine anno lo studente dovrà : Conoscere

I concetti fondamentali dell’elettromagnetismo.

Alcuni dei metodi più usati per la risoluzione delle reti elettriche.

Rappresentazione di funzioni periodiche nel dominio del tempo . Grandezze analogiche e digitali.

Algebra di Boole. Il sistema di numerazione binaria.

L’uso dei principali strumenti elettrici.

Nozioni di elettrostatica, condensatori, loro carica e scarica e loro introduzione nei circuiti elettrici. Derivatori e integratori.

Leggi fondamentali dell’elettromagnetismo. Circuiti magnetici e loro mutuo accoppiamento.

Rappresentazione e sintesi delle funzioni logiche.

Saper fare Risolvere reti elettriche eccitate in modo diverso .

Montare, eseguire prove di laboratorio su parti importanti del corso

Scegliere gli strumenti e i metodi più adatti.

Valutare la coerenza dei risultati ottenuti in qualunque situazione.

Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi.

Lavorare costruttivamente all’interno del gruppo o della classe.

Operare con i segnali sinusoidali.

Operare con variabili e funzioni logiche.



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METODOLOGIE DIDATTICHE

Lezione frontale all’intera classe. Secondo le circostanze il metodo deduttivo si alternerà a quello

induttivo ,inoltre la fase informativa sarà strettamente legata a quella applicativa Risoluzione in classe e assegnazione a casa di esercizi di applicazione delle leggi e dei principi

fondamentali dell’elettrotecnica ,cercando di stimolare l’allievo alla valutazione della coerenza dei risultati ottenuti.

Correzione in tempi brevi dei compiti o questionari svolti in classe per stimolare la capacità di

autovalutazione. La simulazione ed esecuzione di prove pratiche saranno necessarie per promuovere nel ragazzo la

curiosità verso i diversi aspetti della disciplina . Lavoro di gruppo in classe e in laboratorio per la risoluzione di esercizi e l’effettuazione di prove.

STRATEGIE DA ATTIVARE

Il primo compito è quello di suscitare l’interesse per il contenuto dell’apprendimento e di motivare all’impegno. L’attenzione può essere considerato un buon prerequisito all’apprendimento e può essere rafforzata proprio dai progressi che l’allievo si rende conto di compiere (autovalutazione). Si farà ricorso alle seguenti strategie operative:

nelle attività di laboratorio, durante le quali è possibile organizzare dei gruppi di lavoro e differenziare la

proposta didattica, prevarrà il metodo sperimentale di ricerca, in cui gli alunni siano chiamati, in rapporto dialettico col docente, a partecipare a lezioni guidate e aperte;

si metteranno in luce analogie e connessioni tra argomenti appartenenti a temi diversi, allo scopo di

realizzare l’integrazione e la comprensione delle problematiche, sia a livello disciplinare che, eventualmente, interdisciplinare;

si utilizzerà il laboratorio scientifico e informatico per mettere in atto diverse strategie di apprendimento,

seguire costantemente l’itinerario formativo dei singoli allievi e introdurre le azioni correttive necessarie.

verranno eseguiti esercizi scritti e orali e alcune esercitazioni di laboratorio che permetteranno di integrare l'analisi delle diverse grandezze elettriche e la pratica di laboratorio in un unico processo formativo.

I diversi moduli proposti possono essere affrontati anche con un ordine diverso, ciò dipenderà dagli accordi presi tra i docenti del Consiglio di classe con i quali sia possibile cogliere e approfondire eventuali aspetti interdisciplinari. Per quanto riguarda le connessioni con la Matematica, strumento indispensabile per lo studio delle diverse discipline scientifiche, si metteranno in evidenza tutti quei rapporti e applicazioni che permettono di analizzare i fenomeni sia col formalismo matematico necessario, sia dal un punto di vista grafico, realizzando utili connessioni interdisciplinari. Inoltre risulta indispensabile la conoscenza dei numeri complessi e delle funzioni trigonometriche.

COMPETENZE DA ACQUISIRE ALLA CONCLUSIONE DEL TERZO ANNO

COMPETENZE CONOSCENZE ABILITA’

n.1 Grandezze in regime Conoscere Saper fare :

continuo Principi generali e teoremi per lo studio Applicare i principi generali di fisica

delle reti elettriche. nello studio di componenti,

circuiti e dispositivi elettrici ed

elettronici, lineari e non lineari.

n.2 Le Basi Conoscere Saper fare :



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dell’Elettronica digitale. Realizzare funzioni cablate e programmate, Comprendere la differenza tra

combinatorie e sequenziali. mondo analogico e mondo digitale

. e la differenza tra sistemi digitali

combinatori e sistemi digitali

sequenziali.

n.3 Elettromagnetismo Conoscere Saper fare :

Le leggi fondamentali dell’elettromagne- Applicare le leggi dell’induzione

tismo elettromagnetica

n.4 Circuiti in corrente Conoscere Saper fare :

alternata Il comportamento e le leggi del Risolvere una rete elettrica in

circuito R - L – C

regime sinusoidale con i

metodi studiati

n.5 Laboratorio Conoscere Saper fare :

Progettare misure nel rispetto delle Analizzare e montare un

procedure previste dalle semplice circuito elettrico ed

norme. eseguire un’adeguata scelta

degli strumenti e delle

apparecchiature.

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

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 (specificare il numero)

Verifiche orali 2 a quadrimestre Prove grafiche

Prove scritte 3-4 a quadrimestre Prove pratiche 2 – 3 a quadrimestre

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

Osservazioni sul comportamento (partecipazione,

attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole

e dei compagni)

Esercizi assegnati a casa

CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE

Per la valutazione si terrà conto in funzione degli obiettivi fissati:

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;



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della capacità di analisi ,sintesi ,valutazione e applicazione; capacità di esprimersi con linguaggio tecnico corretto

VOTO VALUTAZIONE CONOSCENZA CAPACITA' COMPETENZA

Ampia, completa,

Compie relazioni dei concetti Comprende e rielabora i

10 ECCELLENTE chiave in modo trasversale ed contenuti in modo critico ed

approfondita

interdisciplinare originale

9 OTTIMO Ampia, completa Organizza in modo autonomo e Comprende e rielabora i

ed approfondita corretto le conoscenze contenuti in modo articolato

8 BUONO Completa ed Sa classificare e ordinare in modo Comprende e rielabora i

approfondita corretto le conoscenze contenuti in modo autonomo

Completa ma non

Ordina, sintetizza i contenuti Comprende e rielabora i

7 DISCRETO anche se talvolta necessita di una contenuti in modo personale

approfondita

guida ma non sempre autonomo

Essenziale, ma Organizza le conoscenze in modo

Comprende e rielabora i

6 SUFFICIENTE nozionistica e non contenuti in modo

semplice e non del tutto autonomo

approfondita elementare ma corretto

Compie valutazioni molto

Comprende i contenuti ma

5 MEDIOCRE Superficiale non sempre è in grado di

elementari e non sempre adeguate

rielaborarli in modo corretto

Superficiale e Non riesce a fare valutazioni di


4 INSUFFICIENTE contenuti in modo non

frammentaria quanto appreso

corretto

3 GRAVEMENTE Lacunosa e Non è in grado di correlare i

Non rielabora i contenuti

INSUFFICIENTE incompleta concetti chiave

2 SCARSO Nessuna Non è in grado di individuare i

Non rielabora i concetti base

conoscenza concetti base

1 NULLO Nessuna nozione Nessuna Nessuna



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Fiscale: 92200270921 - Codice Meccanografico: CAIS0230

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CONTENUTI DISCIPLINARI

COMPETENZA N.1

Grandezze in regime continuo U.C. CONOSCENZE ABILITA’

1. Elettrostatica Conoscere Saper fare :

Campo elettrico. Legge di Coulomb. Lavoro del Il significato di lavoro, Un collegamento tra le grandezze

campo elettrico. Energia potenziale, potenziale, potenziale, energia fisiche studiate nelle unità .

d.d.p. Campo conservativo. Additività del potenziale, d.d.p. Risolvere semplici esercizi di

potenziale. Energia e potenza elettrica. applicazione della legge di Ohm

Calcolare la resistenza equivalente

2. Circuiti in corrente continua

Conoscere

di una rete elettrica composta da

Definizione di circuito elettrico. Cenni sulla La definizione di : resistenza,

sole

struttura della materia, sui conduttori, isolanti e resistività, conduttanza,

resistenze con collegamento misto

semiconduttori. Carica elettrica e sua unità di La definizione di : corrente

serie - parallelo o stella - triangolo

misura. Corrente elettrica, sua intensità e unità elettrica ,sua intensità, f.e.m., e

Tracciare la caratteristica V / I dei

di misura. Verso reale e convenzionale relative unità di misura.

vari bipoli .

dell’intensità di corrente e della d.d.p. Resistenze serie-parallelo -

Risolvere una semplice rete

Definizione di resistenza, conduttanza, stella -triangolo

elettrica con i due principi di

resistività e rispettive unità di misura. Il significato della legge di

Kirchhoff e il teorema di Thevenin

Dipendenza della resistenza dai parametri Ohm.

Il calcolo della potenza elettrica sia

geometrici e dalla temperatura del conduttore. I due principi di Kirchhoff.

nel bipolo attivo che passivo.

Generatori ideali di tensione e corrente , loro La potenza elettrica

caratteristica esterna e definizione della f.e.m.

Legge di Ohm, suo significato fisico e

rappresentazione grafica. Definizione di bipolo

attivo e passivo.

Definizione di nodo, ramo, maglia. Primo

principio di Kirchhoff. Resistenze serie e

parallelo.

Calcolo della resistenza equivalente in circuiti

composti da sole resistenze con collegamento

misto serie - parallelo. Calcolo della d.d.p. di

un ramo ( legge generalizzata di Ohm ).

Risoluzione delle reti elettriche monomaglia e

di reti con un solo generatore. Secondo

principio di Kirchhoff . Risoluzione di una

semplice rete elettrica mediante i due principi

di Kirchhoff. Partitore di tensione e di corrente.

3. Generatori reali

Generatori reali di tensione e di corrente :

relazioni analitiche, caratteristiche

esterne. Definizione e calcolo della

potenza elettrica nei due tipi di bipolo.

Teorema di Thévènin.

4. Regolazione tensione corrente – Conoscere Saper fare :

partitori – condensatore I metodi per la regolazione Scegliere il tipo di

Definizione di condensatore elettrico. Capacità. della tensione e della regolazione adeguata.

Collegamento dei condensatori in serie e corrente e l’utilizzo dei Risolvere reti elettriche a

parallelo e relative capacità equivalenti. partitori regime contenenti

Calcolo della capacità equivalente di una rete La definizione di condensatori.

elettrica composta da condensatori in condensatore, la sua legge Risolvere semplici esercizi

collegamento misto serie - parallelo. Legge fondamentale, la capacità e il R - C in regime stazionario



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fondamentale del condensatore nel dominio del suo comportamento nel

tempo. Transitorio di carica e scarica di un transitorio di carica e scarica

condensatore in regime continuo. Costante di

tempo. Rigidità dielettrica. Energia

immagazzinata da un condensatore.

Circuito integratore e derivatore.

COMPETENZE 2 Le Basi dell’Elettronica digitale.

U.C. CONOSCENZE ABILITA’

Le Basi dell’Elettronica digitale Conoscere Saper fare :

Universalità dell’elettronica digitale. Sistemi la differenza tra mondo Saper operare con il digitali. analogico e mondo digitale e sistema di numerazione Sistemi di numerazione. Conversione la differenza tra sistemi binario e saper passare da numerica. digitali combinatori e sistemi questo al decimale e Circuit combinatori. Algebra di Boole. digitali sequenziali. viceversa

Funzioni logiche AND, OR, NOT etc. Saper usare le regole Livelli logici e circuitali. Porte logiche, forme dell’algebra di Boole e canoniche le mappe di Karnough procedere all’analisi di Le famiglie logiche . I diodi e i transistor; diodi semplici circuiti led e zener combinatori.

COMPETENZE 3 Elettromagnetismo


1.Campo magnetico e sua intensità. Legge di Conoscere : Saper fare :

Biot - Savart. Permeabilità magnetica. La teoria semplificata del Applicare le leggi dell’

Induzione magnetica. Forza di Lorenz. Forza di campo magnetico. induzione elettromagnetica

Laplace. Flusso di induzione magnetica. Il fenomeno e la legge

Fenomeno e legge dell’induzione dell’induzione

elettromagnetica ( Faraday - Neumann - Lenz ). elettromagnetica.

F.e.m. indotta in un conduttore rettilineo che si La definizione e la legge

muove perpendicolarmente alle linee di forza fondamentale dell’

di un campo magnetico costante e nel caso in induttanza.

cui il movimento è invece di tipo rotatorio.

2. Definizione di induttanza e sua legge Conoscere :

fondamentale nel dominio del tempo .F.e.m. di La definizione e la legge

fondamentale

dell’

autoinduzione. Transitorio di apertura e chiusura

di un circuito R - L in regime stazionario. induttanza.

COMPETENZE 4

Circuiti in corrente alternata U.C. CONOSCENZE ABILITA’

1.Definizione di grandezza variabile, periodica, Conoscere Saper fare

alternata e alternata sinusoidale. Le grandezze sinusoidali e Eseguire calcoli con i numeri Definizione di pulsazione, frequenza, periodo, i vari modi di complessi e rappresentare in ampiezza, valore istantaneo, medio, efficace, rappresentarle. un grafico più vettori fra loro angolo di fase e di sfasamento. Modi di Il comportamento e le leggi sfasati.

rappresentazione delle grandezze alternate del circuito R - L – C Calcolare l’impedenza sinusoidali: analitica, grafica, vettoriale, La definizione di equivalente di un circuito. simbolica. Studio del comportamento e legge impedenza e i vari tipi di



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fondamentale nel dominio del tempo e di jΩ collegamento.

dei singoli componenti ( resistenza,

condensatore, induttanza).Studio dei circuiti R

- L, R - C, R -L -C : impedenza, relazioni

analitiche , diagrammi vettoriali. Impedenze

serie , parallelo, stella, triangolo. Analogie con

la corrente continua e teorema di Kennelly -

Steinmetz.

2. Potenza attiva, reattiva, apparente, teorema di Conoscere Saper fare

Boucherot e adattamento di impedenza. Significato fisico delle Calcolare i vari tipi di

varie potenze

potenza.

Triangolo dell’impedenza delle tensioni e della

potenza

3. Risoluzione delle reti in regime sinusoidale Conoscere Saper fare

utilizzando gli stessi metodi studiati nel regime I diversi metodi di Risolvere una rete elettrica in

stazionario. risoluzione dei circuiti regime sinusoidale con i

metodi studiati

Confrontare i diversi metodi

di risoluzione e individuare

quello più idoneo.

Valutare la coerenza dei

risultati ottenuti.

COMPETENZE 4

Laboratorio


Errori sistematici, accidentali, assoluti, Conoscere : Saper fare :

relativi, percentuali. Propagazione delle I vari tipi di errore e saper Analizzare e montare un

incertezze nelle quattro operazioni. Cifre distinguere le varie parti di semplice circuito elettrico ed

significative ed arrotondamento. un circuito elettrico. eseguire un’adeguata scelta

Strumenti di misura: simbologia secondo I campi di applicazione degli strumenti e delle

le norme C.E.I., portata, classe, costante, delle resistenze e i relativi apparecchiature.

lettura, errore di parallasse, di metodi di misurazione. Valutare la coerenza dei

apprezzamento, strumentale, resistenza La regolazione reostatica e risultati ottenuti.

interna cenni sulla costituzione e sul potenziometrica.

principio di funzionamento.. Regolazione Il metodo volt -

reostatica e potenziometrica. Misura di

amperometrico e il calcolo

resistenza con il metodo volt -

degli errori sistematici.

amperometrico e calcolo dell’errore

sistematico. Misura di potenza in corrente

continua. Misura di impedenza.

Esercitazioni previste

Rilevazione e tracciamento della caratteristica di una resistenza e verifica della legge di Ohm.

Misura di resistenza e di potenza in c.c. con il metodo volt - amperometrico e il calcolo degli errori sistematici.

Misura di tensione,corrente, potenza in c.a.

Il multimetro utilizzato come voltmetro e amperometro

Lettura di tensione e corrente con multimetro digitale in circuito a reti resistive e partitore di tensione

Codice dei colori per la determinazione del valore dei resistori

L’alimentazione duale da laboratorio

La breadboard

Il minilab del laboratorio e suo utilizzo



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Disciplina Elettrotecnica ed elettronica a.s. 2015/2016

Classe: Quarta Sez. Y elettrotecnica

INDIRIZZO: Elettrotecnica ed elettronica

Docenti : Prof.Maria Rosaria Pisu – Walter Melis



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ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 6 ore settimanali di cui 3 di teoria e 3 di laboratorio libro di testo E. Ambrosini-F. Spadaro “ Elettrotecnica ed Elettronica 2” Ed.Tramontana

ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe La classe è composta da 15 alunni tutti tranne 1 provenienti dalla terza elettrotecnica. L’attenzione e la partecipazione è al momento mediamente sufficiente.

Alunni con bisogni educativi speciali (nessuno) Livelli di partenza rilevati Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza: essendo stati miei alunni lo scorso anno scolastico non ho ritenuto opportuno fare dei test d’ingresso.

Livello Livello Livello Livello Livello Più che sufficiente Sufficiente mediocre

N. 4 N. 4 N. 7 N. _____ N. _____

PREREQUISITI

legge di Ohm in c.a.

composizione di impedenze

teorema di Boucherot

legge di Faraday Neuman Lenz

legge di Hopkinson

ciclo di isteresi dei materiali ferromagnetici

perdite nei materiali ferromagnetici

OBIETTIVI MINIMI

analizzare e calcolare gli elementi caratteristici dei sistemi trifasi: correnti tensioni, potenze,

dandone opportuna rappresentazione vettoriale analizzare e calcolare gli elementi di una linea trifase

affrontare e risolvere i problemi relativi al rifasamento

individuare le principali caratteristiche costruttive di un trasformatore modellizzare il trasformatore con gli opportuni schemi elettrici

operare le scelte opportune in relazione alle connessioni delle fasi

calcolare il rendimento di un trasformatore mono e trifase

saper operare le scelte opportune per il collegamento dei trasformatori in parallelo


Lezione frontale all’intera classe. Secondo le circostanze il metodo deduttivo si alternerà a quello

induttivo ,inoltre la fase informativa sarà strettamente legata a quella applicativa Risoluzione in classe e assegnazione a casa di esercizi di applicazione delle leggi e dei principi

fondamentali dell’elettrotecnica ,cercando di stimolare l’allievo alla valutazione della coerenza dei risultati ottenuti.



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autovalutazione.

La simulazione ed esecuzione di prove pratiche saranno necessarie per promuovere nel ragazzo la curiosità verso i diversi aspetti della disciplina .

Lavoro di gruppo in classe e in laboratorio per la risoluzione di esercizi e l’effettuazione di prove.

Strategie da attivare

Il primo compito è quello di suscitare l’interesse per il contenuto dell’apprendimento e di motivare all’impegno. L’attenzione può essere considerato un buon prerequisito all’apprendimento e può essere rafforzata proprio dai progressi che l’allievo si rende conto di compiere (autovalutazione). Si farà ricorso alle seguenti strategie operative:

nelle attività di laboratorio, durante le quali è possibile organizzare dei gruppi di lavoro e differenziare la proposta didattica, prevarrà il metodo sperimentale di ricerca, in cui gli alunni siano chiamati, in rapporto dialettico col docente, a partecipare a lezioni guidate e aperte;

si metteranno in luce analogie e connessioni tra argomenti appartenenti a temi diversi, allo scopo di

realizzare l’integrazione e la comprensione delle problematiche, sia a livello disciplinare che, eventualmente, interdisciplinare;

si utilizzerà il laboratorio scientifico e informatico per mettere in atto diverse strategie di apprendimento,

seguire costantemente l’itinerario formativo dei singoli allievi e introdurre le azioni correttive necessarie.

verranno eseguiti esercizi scritti e orali e alcune esercitazioni di laboratorio che permetteranno di integrare l'analisi delle diverse grandezze elettriche e la pratica di laboratorio in un unico processo formativo.

I diversi moduli proposti possono essere affrontati anche con un ordine diverso, ciò dipenderà dagli accordi presi tra i docenti del Consiglio di classe con i quali sia possibile cogliere e approfondire eventuali aspetti interdisciplinari. Per quanto riguarda le connessioni con la Matematica, strumento indispensabile per lo studio delle diverse discipline scientifiche, si metteranno in evidenza tutti quei rapporti e applicazioni che permettono di analizzare i fenomeni sia col formalismo matematico necessario, sia dal un punto di vista grafico, realizzando utili connessioni interdisciplinari. Inoltre risulta indispensabile la conoscenza dei numeri complessi e delle funzioni trigonometriche.

COMPETENZE DA ACQUISIRE ALLA CONCLUSIONE DEL QUARTO ANNO

COMPETENZE CONOSCENZE ABILITA’

n.1 Circuiti in corrente Conoscere Saper fare :

alternata Il comportamento e le leggi del Risolvere una rete elettrica in

circuito R - L – C regime sinusoidale con i

(non svolto nel precedente anno

metodi studiati

scolastico)

n.2 Elettronica Conoscere Saper fare :

I vari dispositivi amplificatori Utilizzare l’amplificatore

operazionale nelle diverse

configurazioni

Descrivere dispositivi

amplificatori discreti di segnale

n.3 Sistemi Trifase Conoscere Saper fare :

Le leggi fondamentali dell’elettromagne- Applicare le leggi dell’induzione

tismo elettromagnetica



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n.4 Trasformatore Monofase Conoscere Saper fare :

I parametri e le leggi caratteristiche modellizzare il trasformatore di un trasformatore monofase trifase con gli opportuni schemi elettrici

n.5 Trasformatore Trifase Conoscere Saper fare : I parametri e le leggi caratteristiche modellizzare il trasformatore di un trasformatore trifase trifase con gli opportuni schemi elettrici

n.6 Trasformatori in parallelo Conoscere Saper fare : Condizioni di parallelo perfetto e operare le scelte opportune per il non perfetto collegamento dei trasformatori in parallelo

n.7 Trasformatori speciali Conoscere Saper fare I circuiti equivalenti Scegliere opportunamente la situazione in cui è meglio utilizzare un autotrasformatore piuttosto che un traformatore

n.8 Laboratorio Conoscere : Saper fare : Prova di collaudo di un Analizzare e montare un semplice trasformatore sia monofase che circuito elettrico ed eseguire trifase col metodo diretto e un’adeguata scelta degli strumenti indiretto e delle apparecchiature.

.

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

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 (specificare il numero)

Verifiche orali 2 a quadrimestre

Prove grafiche

Prove scritte 2-3 a quadrimestre

Prove pratiche 2 – 3 a quadrimestre

Risoluzione di problemi

Relazioni tecniche e/o sull’attività svolta



attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei

compagni/e)

CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE

Per la valutazione si terrà conto in funzione degli obiettivi fissati: dei progressi raggiunti dall’alunno rispetto al livello iniziale;



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dell’impegno e partecipazione al dialogo educativo; dell’acquisizione consapevole delle informazioni;


della capacità di analisi ,sintesi ,valutazione e applicazione;

capacità di esprimersi con linguaggio tecnico corretto


Ampia, completa,



approfondita


9 OTTIMO Ampia, completa Organizza in modo autonomo e Comprende e rielabora i


8 BUONO Completa ed Sa classificare e ordinare in modo Comprende e rielabora i


Completa ma non



approfondita




6 SUFFICIENTE nozionistica e non contenuti in modo


approfondita elementare ma corretto










corretto

3 GRAVEMENTE Lacunosa e Non è in grado di correlare i

Non rielabora i contenuti


2 SCARSO Nessuna Non è in grado di individuare i

Non rielabora i concetti base





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COMPETENZA N.1 Circuiti in corrente alternata


1.Definizione di grandezza variabile, periodica, Conoscere Saper fare

alternata e alternata sinusoidale. Le grandezze sinusoidali e Eseguire calcoli con i numeri

Definizione di pulsazione, frequenza, periodo, i vari modi di complessi e rappresentare in

ampiezza, valore istantaneo, medio, efficace, rappresentarle. un grafico più vettori fra loro

angolo di fase e di sfasamento. Modi di Il comportamento e le leggi sfasati.

rappresentazione delle grandezze alternate del circuito R - L – C Calcolare l’impedenza

sinusoidali: analitica, grafica, vettoriale, La definizione di equivalente di un circuito.

simbolica. Studio del comportamento e legge impedenza e i vari tipi di

fondamentale nel dominio del tempo e di jΩ collegamento.

dei singoli componenti ( resistenza,

condensatore, induttanza).Studio dei circuiti R

- L, R - C, R -L -C : impedenza, relazioni

analitiche , diagrammi vettoriali. Impedenze

serie , parallelo, stella, triangolo. Analogie con

la corrente continua e teorema di Kennelly -

Steinmez.

2. Potenza attiva, reattiva, apparente, teorema di Conoscere Saper fare

Boucherot e adattamento di impedenza. Significato fisico delle Calcolare i vari tipi di

Triangolo dell’impedenza delle tensioni e della varie potenze potenza.

potenza

3. Risoluzione delle reti in regime sinusoidale Conoscere Saper fare

utilizzando gli stessi metodi studiati nel regime I diversi metodi di Risolvere una rete elettrica in

stazionario. risoluzione dei circuiti regime sinusoidale con i

metodi studiati

Confrontare i diversi metodi

di risoluzione e individuare

quello più idoneo.

Valutare la coerenza dei

risultati ottenuti.

COMPETENZE 2 Elettronica


1. Amplificatori Conoscere Saper fare : Principi di funzionamento,classificazioni e I vari dispositivi Utilizzare l’amplificatore parametri funzionali tipici. amplificatori operazionale nelle diverse Tipi, modelli e configurazioni tipiche . configurazioni dell’amplificatore operazionale Descrivere dispositivi 2.Uso del feed back nell’implementazione di amplificatori discreti di segnale caratteristiche tecniche

3. Comparatori, sommatori, derivatori, integratori

4.Dispositivi elettronici di potenza

COMPETENZE 3



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Sistemi Trifase


Collegamento a stella delle fasi generatrici. Conoscere Saper fare Tensione stellata e concatenata. Carichi La tensione concatenata , analizzare e calcolare gli equilibrati a stella senza filo neutro . Carichi stellata e il loro legame elementi caratteristici dei sistemi squilibrati a stella senza filo neutro La definizione di carico trifasi: correnti tensioni,

equilibrato e squilibrato potenze, dandone opportuna Carichi equilibrati e squilibrati a triangolo . La funzione del filo neutro rappresentazione vettoriale Corrente di linea e corrente di fase I diversi tipi dipotenza

Espressione generale della potenza attiva e

reattiva nei sistemi trifasi

Linee elettriche trifasi. Caduta di tensione Conoscere Saper fare industriale. Rifasamento degli impianti e verifica Il concetto di rifasamento saper analizzare e calcolare gli della variazione dei parametri di una linea a La caduta di tensione elementi di una linea trifase seguito del rifasamento industriale saper affrontare e risolvere i

problemi relativi al rifasamento

COMPETENZE 4 Trasformatore Monofase


1.Particolarità costruttive dei trasformatori: Conoscere Saper fare nuclei magnetici e avvolgimenti I parametri e le leggi saper valutare l’opportunità della 2.Il trasformatore ideale funzionamento a carico caratteristiche di un trasformazione dei parametri e a vuoto trasformatore monofase della potenza 3.Il trasformatore reale:schema elettrico del saper individuare le principali trasformatore reale, schemi equivalenti caratteristiche costruttive di un 4.Calcolo della caduta di tensione. Caratteristica trasformatore esterna. Bilancio energetico e rendimento saper modellizzare il

trasformatore con gli opportuni schemi elettrici saper calcolare gli elementi del circuito equivalente mediante le prove di collaudo

COMPETENZE 5

Trasformatore Trifase


1. Gruppi e famiglie di trasformatori. Conoscere Saper fare Trasformatori in parallelo. Condizioni di I parametri e le leggi saper modellizzare il parallelo perfetto e non perfetto tra trasformatori caratteristiche di un trasformatore con gli opportuni

trasformatore trifase schemi elettrici 2. Potenze, rendimenti, e calcolo del rendimento. saper calcolare gli elementi del Linea – trasformatore e viceversa. Rifasamento circuito equivalente mediante le

prove di collaudo

COMPETENZE 6

Trasformatori in parallelo U.C. CONOSCENZE ABILITA’

1. Connessioni delle fasi. Legame tra rapporto Conoscere Saper fare spire e rapporto di trasformazione a vuoto. I tipi di connessione di un saper operare le scelte opportune Corrente a vuoto e sua forma. Scelta delle trasformatore trifase per il collegamento dei



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connessioni. I Gruppi trasformatori in parallelo

Condizioni di parallelo perfetto e non perfetto

COMPETENZE 7 Trasformatori speciali


Autotrasformatore mono-e trifase Conoscere Saper fare I circuiti equivalenti Scegliere opportunamente la situazione in cui è meglio utilizzare un autotrasformatore piuttosto che un traformatore

COMPETENZE 8 Laboratorio


1.Circuiti simmetrici trifase equilibrati con collegamento a Conoscere : Saper fare :

stella,inserzione dei voltmetri e amperometri.Schemi di L’inserzione Aron Analizzare e montare un montaggio di un circuito trifase,impostazione standard di Prova di collaudo di un semplice circuito elettrico procedura di collegamento. Potenza attiva,reattiva e apparente con trasformatore si monofase ed eseguire un’adeguata formule applicative. Wattmetro a cosφ =1 e a basso cosφ, scelta che trifase col metodo diretto scelta degli strumenti e delle portate e collegamenti. Inserzione Aron con carichi e indiretto delle apparecchiature. equilibrati, indicazione dei wattmetri A e B. saper calcolare gli 2.Generalità sul collaudo delle macchine elettriche:prove di elementi del circuito sovratemperatura, isolamento. Prove per rilievo delle equivalente del caratteristiche: metodo diretto e indiretto. Misura delle resistenze trasformatore mediante le degli avvolgimenti,del rapporto di trasformazione. Prova a vuoto prove di collaudo

e in corto circuito. Riporto a 75° delle grandezze dipendenti dalla Valutare la coerenza dei temperatura risultati ottenuti.

Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi.


Elenco delle esercitazioni previste:

Misura di potenza in un circuito Rl monofase - linea – rifasamento

Inserzione Aron Misura delle resistenze degli avvolgimenti di un trasformatore monofase con metodo volt-amperometrico Misura del rapporto di trasformazione di un trasformatore monofase Prova a vuoto di un trasformatore monofase Prova in corto circuito

Se sarà possibile si faranno anche le prove relative al trasformatore trifase



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Disciplina Elettrotecnica ed Elettronica a.s. 2015/2016

Classe: Quinta Sez. Y elettrotecnica

INDIRIZZO: Elettrotecnica ed Elettronica

Docenti : Prof. Maria Rosaria Pisu Walter Melis



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ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 6 ore settimanali di cui 3 di teoria e 3 di laboratorio libro di testo E. Ambrosini-F. Spadaro “ Elettrotecnica ed Elettronica 3” Ed.Tramontana

ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA

Profilo generale della classe La classe è composta da 14 alunni di cui 13 provenienti dalla 4 Y e 1che ha frequentato la terza insieme ai ragazzi della 3Y e la quarta in un Istituto di un’altra provincia.

Alunni con bisogni educativi speciali In questa classe nessun alunno con bisogni educativi speciali

Livelli di partenza rilevati Dagli scrutini finali effettuati lo scorso anno scolastico, si può dedurre che il livello di partenza è mediamente sufficiente per quasi tutti gli studenti.

Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza Essendo l’insegnante dalla classe terza di questi studenti, non ho ritenuto opportuno utilizzare delle prove per conoscere il livello di partenza.

Livello Livello Livello Livello Livello Più che sufficiente sufficiente mediocre

N. 2 N. 10 N. 2 N. _____ N. _____

PREREQUISITI

Nozioni e concetti di matematica I concetti fondamentali dell’elettromagnetismo Nozioni sulle reti elettriche in corrente continua ed alternata Nozioni sul trasformatore monofase e trifase Sufficiente esposizione orale e scritta Adeguata comprensione di un testo scritto e grafico. Misura di potenza con inserzione Aron

OBIETTIVI MINIMI

A fine anno lo studente dovrà :

Conoscere Le caratteristiche costruttive principali delle macchine asincrone e reversibilità e i suoi dati di targa

Il principio di funzionamento e il circuito elettrico equivalente della macchina asincrona.

Principali problemi legati all’avviamento della macchina.

Le caratteristiche principali del motore monofase e il suo utilizzo.

Conoscere il funzionamento i circuiti equivalenti e le equazioni elettriche della macchina in corrente continua

Conoscere le principali particolarità costruttive della macchina sincrona

conoscere i principali tipi di trasformatori speciali



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Saper fare

Calcolare i parametri dei circuiti equivalenti ridotti di un m.a.t.;

Analizzare la caratteristica meccanica, le perdite di potenza e il

Rendimento di un m.a.t;

Distinguere gli aspetti principali relativi all’avviamento

Saper determinare le caratteristiche di funzionamento e il rendimento della macchina in c.c


Lezione frontale all’intera classe. Secondo le circostanze il metodo deduttivo si alternerà a quello induttivo ,inoltre la fase informativa sarà strettamente legata a quella applicativa

Risoluzione in classe e assegnazione a casa di esercizi di applicazione delle leggi e dei principi fondamentali dell’elettrotecnica ,cercando di stimolare l’allievo alla valutazione della coerenza dei risultati ottenuti


autovalutazione.

La simulazione ed esecuzione di prove pratiche saranno necessarie per promuovere nel ragazzo la curiosità verso i diversi aspetti della disciplina

Lavoro di gruppo in classe e in laboratorio per la risoluzione di esercizi e l’effettuazione di prove.

STRATEGIE DA ATTIVARE

Il primo compito è quello di suscitare l’interesse per il contenuto dell’apprendimento e di motivare all’impegno. L’attenzione può essere considerato un buon prerequisito all’apprendimento e può essere rafforzata proprio dai progressi che l’allievo si rende conto di compiere (autovalutazione).

Si farà ricorso alle seguenti strategie operative:

nelle attività di laboratorio, durante le quali è possibile organizzare dei gruppi di lavoro e differenziare la proposta

didattica, prevarrà il metodo sperimentale di ricerca, in cui gli alunni siano chiamati, in rapporto dialettico col docente, a partecipare a lezioni guidate e aperte;

si metteranno in luce analogie e connessioni tra argomenti appartenenti a temi diversi, allo scopo di realizzare

l’integrazione e la comprensione delle problematiche, sia a livello disciplinare che, eventualmente, interdisciplinare;

si utilizzerà il laboratorio scientifico e informatico per mettere in atto diverse strategie di apprendimento, seguire costantemente l’itinerario formativo dei singoli allievi e introdurre le azioni correttive necessarie.

verranno eseguiti esercizi scritti e orali e alcune esercitazioni di laboratorio che permetteranno di integrare l'analisi

delle diverse grandezze elettriche e la pratica di laboratorio in un unico processo formativo

COMPETENZE DA ACQUISIRE ALLA CONCLUSIONE DEL QUINTO ANNO

COMPETENZE ABILITA’ CONOSCENZE

n.1 Macchine Elettriche Calcolare i parametri dei Le caratteristiche costruttive principali asincrone circuiti equivalenti ridotti di delle macchine asincrone e reversibilità e

un m.a.t.; i suoi dati di targa

Analizzare la caratteristica Il principio di funzionamento e il circuito meccanica, le perdite di elettrico equivalente della macchina



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potenza e il rendimento asincrona.

di un m.a.t; Principali problemi legati all’avviamento Distinguere gli aspetti della macchina.

principali relativi Le caratteristiche principali del motore all’avviamento monofase e il suo utilizzo.

n.2 Macchina Elettrica in Saper determinare le Conoscere il funzionamento i circuiti corrente continua caratteristiche di equivalenti e le equazioni elettriche della

funzionamento e il macchina in corrente continua

rendimento della macchina

in c.c.

n.3 Macchina elettrica Saper determinare le Conoscere le principali particolarità sincrona caratteristiche di costruttive e il principio di funzionamento

funzionamento e il della macchina sincrona

rendimento della macchina

sincrona

n.4 Laboratorio Conoscere : Saper fare

I dati di targa e le prove di Montare, eseguire prove di collaudo delle macchine laboratorio su parti importanti del studiate in teoria in corso

osservanza delle norme Scegliere gli strumenti e i metodi più CEI adatti.

Valutare la coerenza dei risultati ottenuti in qualunque situazione. Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi.


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

Verifiche orali 2-3 a quadrimestre

Prove grafiche

Prove scritte 2-3 a quadrimestre

Prove pratiche 1-2 a quadrimestre

Risoluzione di problemi

Relazioni tecniche e/o sull’attività svolta



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

CRITERI e GRIGLIA DI VALUTAZIONE

Per la valutazione si terrà conto in funzione degli obiettivi fissati: dei progressi raggiunti dall’alunno rispetto al livello iniziale;

dell’impegno e partecipazione al dialogo educativo;

dell’acquisizione consapevole delle informazioni;




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della capacità di analisi ,sintesi ,valutazione e applicazione; capacità di esprimersi con linguaggio tecnico corretto.


Ampia, completa,



approfondita


9 OTTIMO

Ampia, completa Organizza in modo autonomo e Comprende e rielabora i


8 BUONO

Completa ed Sa classificare e ordinare in modo Comprende e rielabora i


Completa ma non



approfondita




6 SUFFICIENTE nozionistica e non contenuti in modo elementare


approfondita ma corretto










corretto

3

GRAVEMENTE Lacunosa e Non è in grado di correlare i Non rielabora i contenuti


2 SCARSO

Nessuna Non è in grado di individuare i Non rielabora i concetti base




Tenuto conto del programma svolto l’anno scorso è necessario introdurre rispetto alla programmazione ministeriale prevista per della classe quinta le competenze A e B

COMPETENZA A Ripasso Trasformatore monofase



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1.Cenni Costruttivi Conoscere Saper fare La costituzione del circuito magnetico e Fare la scelta dei materiali adeguata da dei circuiti elettrici utilizzare per la costruzione dei circuiti componenti la macchina elettrica

2. trasformatore Conoscere Saper fare

monofase: schema il principio di funzionamento e il modellizzare il trasformatore con gli elettrico del circuito equivalente del trasformatore opportuni schemi elettrici

trasformatore il significato dei dati di targa della circuiti equivalenti macchina ridotti

3. potenze Conoscere Saper fare

e rendimenti e Le diverse potenze elettriche e i affrontare e risolvere i problemi proposti C.d.t metodi per calcolarle

La caduta di tensione industriale

COMPETENZA B Trasformatore Trifase ( non svolta nel precedente anno scolastico)


1.Cenni Costruttivi Conoscere Saper fare

La costituzione del circuito magnetico e Fare la scelta dei materiali adeguata da dei circuiti elettrici utilizzare per la costruzione dei circuiti componenti la macchina elettrica

2. trasformatore Conoscere Saper fare

trifase schema il principio di funzionamento e il modellizzare il trasformatore con gli elettrico del circuito equivalente del trasformatore opportuni schemi elettrici

trasformatore , I tipi di connessione di un schemi equivalenti trasformatore trifase

I Gruppi

5. trasformatori in Condizioni di parallelo perfetto e Saper fare

parallelo non perfetto operare le scelte opportune per il

collegamento dei trasformatori in parallelo

6. Conoscere Saper fare

Autotrasformatore il principio di funzionamento Risolvere semplici problemi mono-e trifase

COMPETENZA N.1 Motore asincrono trifase



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1. campo magnetico Conoscere Saper

rotante

2. aspetti costruttivi Conoscere Saper

Principio di le caratteristiche costruttive calcolare i parametri dei circuiti funzionamento principali delle macchine asincrone equivalenti ridotti di un m.a.t.;

del motore Conoscere il principio di

asincrono trifase; funzionamento f.e.m. indotta;

scorrimento;

reazione rotorica.

3. Schema Conoscere Saper

equivalente il circuito elettrico calcolare i parametri dei circuiti principale. equivalente della macchina equivalenti di un m.a.t.;

Funzionamento a asincrona determinare le caratteristiche di

vuoto, carico e corto il funzionamento nelle funzionamento del m.a.t. in base alle circuito. diverse tipologie di carico condizioni di alimentazione e del carico; Perdite di potenza e

loro separazione.

Circuiti equivalenti

ridotti e parametri

equivalenti

4. Caratteristica Conoscere Saper

meccanica e studio Le caratteristiche grafiche della analizzare la caratteristica meccanica, le della coppia nelle macchina perdite di potenza e il rendimento diverse condizioni

di funzionamento.

Perdite di potenza e

rendimento. Cenni

sul diagramma

circolare

5. Aspetti generali Conoscere Saper

sull’avviamento e I diversi tipi di avviamento scegliere il metodo migliore per

vari metodi di l’avviamento della macchina avviamento.

Riduzione della

corrente di spunto

mediante

l’avviamento a

tensione ridotta

6.Motore asincrono Conoscere

monofase, principio Gli utilizzi di questa macchina

di funzionamento.



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COMPETENZA N.2

Macchina in corrente continua

U.C. CONOSCENZE ABILITA’ 1.Cenni costruttivi Principio di

funzionamento della macchina in

c.c. Diversi tipi di dinamo e

motori,schemi elettrici equivalenti.

Conoscere il funzionamento, i

circuiti equivalenti e le

equazioni elettriche della

macchina in corrente continua

I metodi per la regolazione di

velocità dei motori

saper determinare le

caratteristiche di

funzionamento e il rendimento

scegliere la regolazione

adeguata 2. Funzionamento a vuoto e a

carico del generatore in c.c. Cenni

sulla commutazione. Reazione di

indotto. Caratteristicheesterne.

Perdite di potenza e rendimento. 3.Funzionamento a vuoto e a

carico del motore in c.c. Reazione

di indotto Schemi elettrici,

equazioni. Caratteristica

meccanica per i diversi tipi di

motore. Rendimento. Cenni sui

metodi di avviamento

COMPETENZA N.3

Macchina sincrona U.C. CONOSCENZE ABILITA’

1. Cenni costruttivi e principio di

funzionamento della macchina

sincrona. Collegamento tra le fasi.

F.e.m. generata.

Conoscere :

il principio di funzionamento e

il circuito equivalente

elementare, soprattutto nel

funzionamento da generatore

Saper

determinare le caratteristiche di

funzionamento di un generatore nelle

diverse condizioni di carico 2. Funzionamento a vuoto

Funzionamento secondo Behn-

Eschenburg. Prova in co.co. e

schemi elettrici equivalenti.



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COMPETENZA N°4

lABORATORIO

collaudo delle collaudo delle macchine studiate in laboratorio su parti importanti

macchine teoria in osservanza delle norme del corso

elettriche:Metodo CEI Scegliere gli strumenti e i

diretto e indiretto metodi più adatti.

per il rilievo dei Valutare la coerenza dei

parametri risultati ottenuti in qualunque

caratteristici. situazione.

Rendimento effettivo Relazionare, organizzando fra

e convenzionale. loro un insieme di elementi.

Norme CEI Lavorare costruttivamente

all’interno del gruppo o della

2.Motore asincrono classe.

trifase. Generalità

sul collaudo delle

macchine rotanti:.

Riferimenti

normativi di

collaudo del M.A.T. (

con metodo diretto,

indiretto,e

semidiretto).

3. Generalità sulle

prove di collaudo

della macchina in c.c.

4. Generalità sulle

prove di collaudo

della macchina

sincrona

Esercitazioni previste

Collaudo completo del M.A.T. col metodo semi-diretto:

Misura di resistenza statorica col metodo Volt-Amperometrico

A vuoto ,con separazione delle perdite meccaniche e nel ferro

A carico con rilievo velocità rotore

Collaudo del M.A.T. col metodo indiretto:

Misura di resistenza statorica e rotorica di un M.A.T. a rotore avvolto

Misura della frequenza rotorica e numero di giri

A vuoto

A rotore bloccato

Misura di K0



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PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE · Rappresentazione di funzioni periodiche nel dominio del...

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