ITIS e Liceo S. T. “E. Molinari “ – Milano- a.s. 2010-11

Triennio Fisica Ambientale (FASE)

 

PERCORSO FORMATIVO DI SISTEMI E STRUMENTAZIONE

 

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

Al termine del triennio lo studente sarà in grado di:

  1. Analizzare processi prevalentemente di tipo fisico o chimico e dispositivi tecnici, impiegando concetti e strumenti di tipo sistemistico.
  2. Analizzare sistemi automatici mediante l'uso delle tecnologie conosciute e caratteristiche dell'indirizzo.
  3. Avere una visione sintetica della tipologia della strumentazione di tipo fisico-chimico, sia dal punto delle funzioni esercitate sia dal punto di vista del principio del funzionamento.
  4. Eseguire verifiche e controlli con misure di grandezze fisiche in laboratorio e sul campo.
  5. Interfacciare sistemi elettronici condizionandone i segnali allo scopo del trasferimento e dell'acquisizione dei dati, mediante l'uso di schede di interfaccia
  6. Saper realizzare semplici sistemi di controllo utilizzabili in campo ambientale

 

Libri di testo:

 

Tempi del percorso formativo

Ore settimanali previste:

3 ore di laboratorio

2 ore teoriche

 

Modalità di verifica e di recupero:

La verifica avviene per mezzo di test formativi e sommativi.

L'attività pratica di laboratorio viene verificata dalle relazioni sulle singole esperienze effettuate. Recupero: curricolare

CLASSE QUINTA

ELETTRONICA ANALOGICA

Contenuti

Obiettivi

Soluzione delle reti elettriche in regime impulsivo e sinusoidale con i metodi matematici delle equazioni differenziali e della trasformata di Laplace:

Carica e scarica del condensatore

Circuito risonante

Amplificatori: caratteristiche generali e prestazioni

Tipi di amplificatori: a transistori e ad operazionali

Configurazioni principali degli operazionali nel funzionamento lineare:

Sommatore, amplificatore differenziale, derivatore, integratore, filtro attivo, raddrizzatore di precisione convertitore tensione-corrente

I circuiti reazionati

Vantaggi della reazione negativa

Utilizzo della reazione positiva

Tipologie della reazione negli amplificatori:

Analisi delle varie tipologie relativamente agli amplificatori operazionali

Saper usare gli strumenti matematici per la risoluzione di reti elettriche

Conoscere gli amplificatori e le soluzioni circuitali per realizzarli

Conoscere gli amplificatori operazionali e i loro impieghi

Conoscere le problematiche relative alla reazione positiva e negativa

Conoscere le applicazioni non lineari degli amplificatori operazionali

Conoscere le soluzioni circuitali per realizzare gli oscillatori

 

DISPOSITIVI DI POTENZA

Contenuti

Obiettivi

Bjt, mosfet, scr e ponti

Conoscere i principali componenti usati per la gestione di elevate tensioni e correnti

Saper interpretare le caratteristiche dei componenti elettronici desumendole dai cataloghi

 

 

SISTEMI DI CONTROLLO

Contenuti

Obiettivi

Definizioni e e utilizzo dell’algebra degli schemi a blocchi per la modellizazione dei sistemi

Diagrammi di Bode per l’analisi della stabilita’ e delle prestazioni statiche e dinamiche dei sistemi.

I trasduttori: parametri e caratteristiche
Suddivisione
dei trasduttori in base al principio fisico di funzionamento

Condizionamento dei segnali di trasduttori mediante circuiti ad operazionali

Esempi e realizzazione di sistemi di controllo:

Controllo di temperatura di un forno di tipo on-off

Controllo delle condizioni ambientali con un climatizzatore

Conoscere gli strumenti per la modellizzazione dei sistemi

Conoscere gli strumenti per l’analisi delle prestazioni statiche e dinamiche dei sistemi ad anello chiuso

Saper realizzare semplici sistemi di controllo utilizzabili in campo ambientale

 

ELETTRONICA DIGITALE

Contenuti

Obiettivi

Ripasso sui principali componenti usati nella logica cablata di tipo combinatorio e sequenziale. Logica programmata

Architettura di un sistema a microprocesssore

Esempi di programmazione a basso e ad alto livello per la soluzione di un problema pratico.

Conoscere le problematiche relative alla conversione analogico-digitale dei segnali

Conoscere le problematiche relative al condizionamento dei segnali

Conoscere semplici algoritmi di gestione di sistemi di controllo basati sulla logica programmata

 

LABORATORIO

Contenuti

Obiettivi

Fonometro grafico per la misura del rumore

Sistema di controllo di un impianto in logica programmata in ambiente LabVIEW

Controllo di afflusso di persone in locali pubblici con limitate capacità di ricambio d'aria

Trasmissione via radio di dati ambientali : monitoraggio in continuo del livello del fiume Lambro

Risparmio energetico: controllo automatico di rifasamento di impianto industriale.

Creazione di ipertesto sull'attività didattica relativa alla materia

Saper costruire semplici apparati

Saper analizzare il funzionamento di apparati di misura utilizzabili nel campo specifico della fisica e della chimica

Saper usare gli strumenti informatici multimediali per la realizzazione di un sistema didattico a distanza