ISTITUTO TECNICO TECNOLOGICO STATALE “G. e M. MONTANI” Agraria agroalimentare e agroindustria, Chimica materiali e biotecnologie, Elettronica ed Elettrotecnica, Informatica e Telecomunicazioni, Meccanica meccatronica ed energia, Trasporti e Logistica
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Anno Scolastico : Indirizzo : Articolazione : Materia : Classe : Docenti : Ore settimanali:
2015/2016 Elettronica ed Elettrotecnica Elettrotecnica Elettrotecnica ed Elettronica 3°ELA Prof. Natalucci Giorgio Prof. Iuvalè Sergio 7
Programma Svolto
CORRENTE CONTINUA Generalità sull’atomo; classificazione dei materiali da un punto di vista elettrico. Concetto di resistenza, conduttanza, resistività e conduttività. Multipli e sottomultipli delle grandezze elettriche. Definizione di intensità di corrente, densità di corrente, forza elettromotrice e differenza di potenziale. Elementi caratteristici di un circuito elettrico; resistori in serie , in parallelo, in serie-parallelo, collegati a stella e a triangolo; legge di Ohm. Effetto Joule, energia e potenza, potenza utile, perdite e rendimento. Potenze erogate e assorbite in circuiti alimentati in corrente continua. Variazione della resistenza e resistività al variare della temperatura; seconda legge di Ohm. Generatori di tensione e di corrente ideali e reali. Legge generale di Ohm. Partitori di tensione e di corrente. Principi e teoremi utilizzati per la risoluzione delle reti elettriche in corrente continua: Principi di Kirchhoff, metodo di Maxwell, teorema di Millmann, teorema di Thevenin , teorema di Norton. ELETTROSTATICA Legge di Coulomb, campo elettrostatico, linee di forza, potenziale elettrostatico. Condensatori: generalità, concetto di capacità; costante dielettrica, rigidità dielettrica; calcolo della capacità di un condensatore ad armature piane e parallele. Energia elettrostatica accumulata da un condensatore carico. Collegamento dei condensatori: condensatori in serie, in parallelo, in serie – parallelo: calcolo della capacità equivalente. Collegamento a stella e collegamento a triangolo dei condensatori: generalità e formule di conversione. Regola del partitore di tensione capacitivo; regola del partitore di carica. Risoluzione di reti capacitive a regime costante mediante il teorema di Millmann, i principi di Kirchhoff e il teorema di Thevenin. Fenomeni transitori nei circuiti capacitivi: transitorio di carica e scarica di un condensatore; calcolo analitico e rappresentazione grafica della costante di tempo. MAGNETISMO Magneti e loro proprietà; analogie e differenze tra elettricità e magnetismo. La legge di Coulomb per il magnetismo. Campo magnetico e grandezze relative. Permeabilità
magnetica e vettore induzione magnetica. Proprietà magnetiche delle sostanze: sostanze diamagnetiche, paramagnetiche, ferromagnetiche. Campo magnetico generato da una corrente rettilinea indefinita, legge di Biot e Savart. Campo magnetico generato da una corrente circolare; campo magnetico generato da un solenoide rettilineo percorso da corrente; campo magnetico generato da un solenoide toroidale. Forza magnetomotrice, flusso magnetico, riluttanza e permeanza. Legge di Hopkinson, risoluzione di semplici circuiti magnetici utilizzando la legge di Hopkinson. Induttanza di un circuito magnetico. Energia del campo magnetico; energia magnetica specifica. Interazione tra circuiti elettrici e campi magnetici: forza agente su un conduttore elettrico percorso da corrente e immerso in un campo magnetico. Induzione elettromagnetica: legge di Faraday – Neumann – Lenz; autoinduzione, mutua induzione. Fenomeni transitori nei circuiti induttivi: transitorio di magnetizzazione e smagnetizzazione di un induttore; calcolo analitico e rappresentazione grafica della costante di tempo. ELETTRONICA DIGITALE Sistemi di numerazione: decimale, binario. Conversione decimale - binario e binario – decimale. Operazioni aritmetiche in codice binario. Variabile logica; funzione logica; tabella di verità; mintermini e maxtermini. Operatori logici fondamentali: NOT,AND,OR: operatori universali: NAND,NOR; porte logiche XOR e XNOR. Teoremi di De Morgan, semplificazioni di funzioni Booleane mediante l’algebra di Boole; sintesi con solo porte NAND e NOR. Minimizzazione delle funzioni logiche mediante le mappe di Karnaugh. Descrizione delle fasi di lavoro del progetto di un qualsiasi circuito combinatorio. Generalità sui circuiti sequenziali. LABORATORIO MISURE ELETTRONICHE ED ELETTRICHE Errori di misura: errori accidentali e sistematici. Propagazione degli errori. Valore misurato, valore vero, errore strumentale massimo, portata, classe, errore assoluto e relativo percentuale strumentale. Costante degli strumenti ad indice. Generalità sugli strumenti digitali. Esercitazione N° 1 – Verifica sperimentale della legge di Ohm. Esercitazione N° 2 - Verifica sperimentale del funzionamento di un partitore di tensione. Esercitazione N° 3 - Misura diretta della potenza in un circuito funzionante in corrente continua con resistenza incognita. Esercitazione N° 4 - Rilievo sperimentale del transitorio di carica e scarica di un condensatore mediante voltmetro, amperometro e cronometro e rilievo grafico della costante di tempo. Esercitazione N° 5 - Progetto, realizzazione e verifica di un circuito combinatorio digitale. Fermo, 04/06/2016 Docenti Prof. Natalucci Giorgio Rapp. Studenti
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Prof. Iuvalè Sergio
