Conte Gaetano, Ceserani Matteo, Impallomeni Emanuele. Corso di elettrotecnica ed elettronica. Volume 2

Per l’articolazione Elettrotecnica degli Istituti Tecnici settore Tecnologico. — Milano: Hoepli, 2012. — 530 р.L’opera recepisce le indicazioni contenute nei documenti ministeriali sui nuovi istituti tecnici del settore tecnologico per la disciplina Elettrotecnica ed elettronica sia per il secondo biennio, a cui sono dedicati i volumi 1 e 2, sia per il quinto anno, per il quale è stato previsto il volume 3.
Nel contempo viene proposto un percorso di apprendimento che tiene conto, oltre che degli elementi di novità, anche di esperienze didattiche consolidate e funzionali alla formazione di una figura di tecnico intermedio in grado di inserirsi proficuamente in vari settori lavorativi con le competenze effettivamente richieste per le sue mansioni.
Altro obiettivo è quello di fornire agli studenti e ai docenti uno strumento didattico completo, efficace, di facile consultazione e che consenta di misurare in modo continuo il grado di apprendimento degli argomenti. A tal fine la trattazione è arricchita da frequenti esempi, ogni unità didattica è corredata da numerosi esercizi e test di verifica e sono state inserite delle unità di fine modulo che consentono di coniugare lo studio teorico con la necessaria attività didattica in laboratorio.Ciascun volume è articolato in moduli didattici, per ognuno dei quali vengono dichiarati gli obiettivi propri del modulo, sia in termini di conoscenze che di capacità che gli studenti dovranno acquisire, capacità che concorreranno poi a formare le competenze associate alla disciplina e quelle più ampie connesse al profilo professionale. Per ogni modulo vengono indicati o richiamati con apposite schede i prerequisiti che occorre possedere per progredire nello studio.
Per i primi due volumi i moduli sono raggruppati in due parti: elettrotecnica ed elettronica. Tale divisione è più formale che sostanziale e non esclude la possibilità di affrontare lo studio della materia con una diversa sequenza dei moduli, in funzione della personale programmazione didattica.
Ogni modulo è diviso in unità didattiche, a loro volta comprendenti vari paragrafi e sottoparagrafi, tutti indicati nell’indice generale del volume. Questa suddivisione consente di orientarsi facilmente nei contenuti del modulo. Per aumentare la facilità di consultazione sono state evidenziate le definizioni e, mediante brevi scritte poste sul colonnino delle varie pagine, vengono richiamate le formule principali e le parti in cui sono suddivisi gli argomenti.
Ogni unità didattica è corredata da esercizi, numerici e non, e test di verifica, sotto forma di quesiti a scelta multipla e a risposta aperta, per consentire un controllo continuo e graduale dell’apprendimento. I risultati degli esercizi sono riportati sotto il testo dell’esercizio stesso, in modo da avere un riscontro immediato, mentre quelli dei test sono consultabili nelle pagine finali del volume. Non sono riportati, per evidenti ragioni, le soluzioni di quegli esercizi che non hanno un risultato univoco in quanto dipendente da scelte che deve effettuare il risolutore o la cui risposta non richiede passaggi intermedi.
Nella maggior parte dei moduli sono presenti delle unità finali con le proposte di attività di laboratorio, da svolgere sia con strumentazione reale sia, in alcuni casi, con strumenti virtuali, avvalendosi del software di simulazione fornito col primo volume del testo.Questo secondo volume del Corso di elettrotecnica ed elettronica per il quarto anno dell’articolazione Elettrotecnica comprende gli argomenti tipici della disciplina, trattati con un grado di approfondimento idoneo a fornire agli studenti una serie di conoscenze, abilità e competenze di base utili sia per lo studio della materia al quinto anno sia per il necessario raccordo con le altre discipline tecniche.
Nel modulo A (Risoluzione delle reti elettriche lineari in corrente alternata monofase) vengono presentati alcuni concetti introduttivi riguardanti, in particolare, le grandezze periodiche, alternate e sinusoidali e la rappresentazione simbolica e vettoriale di queste ultime; vengono poi studiati, in modo sistematico e completo, i circuiti e le reti in corrente alternata monofase, partendo dai bipoli elementari. Nell’unità di misure elettriche sono riportati alcuni metodi di misura dell’impedenza e della potenza nei circuiti monofase.
L’unità conclusiva del modulo comprende delle proposte di esercitazioni di laboratorio, anche con l’utilizzo del software di simulazione Multisim.
Nel modulo B (Risoluzione delle reti elettriche lineari in corrente alternata trifase) vengono presentate le caratteristiche dei sistemi trifase e illustrati i metodi di risoluzione delle reti trifase con alimentazione simmetrica e con carico sia equilibrato che squilibrato, nelle varie configurazioni. Nell’unità di misure elettriche sono trattati i metodi di misura delle potenze nei sistemi trifase simmetrici, equilibrati e squilibrati.
L’unità conclusiva del modulo comprende alcune proposte di esercitazioni di laboratorio, sviluppate sia con strumentazione reale che virtuale, usando il software di simulazione Multisim.
Nel modulo C (Aspetti generali delle macchine elettriche) vengono sviluppati alcuni argomenti propedeutici allo studio delle macchine elettriche, relativi alla classificazione delle macchine, alla definizione di alcuni concetti di base e al problema del riscaldamento delle macchine causato dalle perdite di potenza.
Vengono inoltre esaminati i vari materiali usati nella costruzione delle macchine elettriche, associando le caratteristiche richieste alla loro funzione.
Il modulo D (Trasformatore) è dedicato allo studio di questa macchina. Si inizia con la descrizione degli aspetti costruttivi, per passare poi allo studio del trasformatore monofase, con una trattazione articolata e completa, e a quello del trasformatore trifase, mettendone in evidenza gli aspetti peculiari. Dei brevi cenni vengono fatti anche sull’autotrasformatore, sia monofase che trifase. Il modulo comprende poi un’unità dedicata al funzionamento in parallelo dei trasformatori, condizione che si verifica spesso nelle installazioni elettriche, e un unità conclusiva in cui sono trattate le prove sui trasformatori. Quest’ultima comprende sia gli aspetti teorici delle misure sia le procedure pratiche per la loro realizzazione in laboratorio.
Col modulo E (Dispositivi elettronici a semiconduttore) inizia la parte di elettronica del testo. Vengono presentati i principali componenti discreti a semiconduttore, diodi e transistor, fornendo brevi cenni sulla loro struttura e il loro principio di funzionamento e quindi concentrandosi decisamente sull’uso delle equazioni, delle curve caratteristiche e dei modelli equivalenti ai fini dell’analisi e del progetto di circuiti applicativi. Dal momento che l’utilizzo di dispositivi discreti si è molto ridotto nel corso degli ultimi anni a favore di dispositivi integrati, il modulo affronta lo studio delle sole configurazioni base e delle applicazioni più diffuse.
XIV Prefazione Nel modulo F (Funzione di trasferimento e risposta in frequenza di circuiti elettronici) vengono illustrati gli strumenti e le tecniche fondamentali per l’analisi in frequenza dei circuiti elettronici. Tali tecniche vengono applicate quindi allo studio e al progetto dei filtri passivi.
Nel modulo G (Amplificatore operazionale e sue applicazioni) vengono presentate le principali applicazioni, lineari e non lineari, dell’amplificatore operazionale, fornendo per ciascuna di esse precisi criteri per l’analisi e per il progetto dei circuiti. Tali configurazioni sono alla base di tutte le principali applicazioni analogiche, e la loro conoscenza costituisce certamente il nucleo principale di qualsiasi competenza in campo di elettronica analogica.