Conte Gaetano, Ceserani Matteo, Impallomeni Emanuele. Corso di elettrotecnica ed elettronica. Volume 1

Per l’articolazione Elettrotecnica degli Istituti Tecnici settore Tecnologico. — Milano: Hoepli, 2012. — 543 р. — ISBN: 978-88-203-4996-7.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 primo volume del Corso di elettrotecnica ed elettronica per il terzo 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 necessarie sia per lo studio della materia negli anni successivi sia per il necessario raccordo con le altre discipline tecniche. Si è scelto di presentare i vari temi partendo dai concetti iniziali, in modo da consentire al docente di individuare un percorso didattico che tenga conto dell’effettivo livello di partenza della classe, escludendo eventualmente delle unità quando lo ritiene opportuno.
Nel modulo A (Grandezze elettriche fondamentali e loro legami, bipoli elettrici) vengono presentate le varie grandezze elettriche e le leggi tra esse intercorrenti, vengono studiati i diversi bipoli elettrici e i circuiti costituiti da più bipoli collegati tra loro e sono indicati i metodi di risoluzione dei circuiti con una sola sorgente di alimentazione. Nella parte di misure elettriche sono trattati gli aspetti generali e i metodi per la misura delle principali grandezze elettriche. L’unità conclusiva del modulo riporta alcune proposte di esercitazioni di laboratorio.
Nel modulo B (Risoluzione delle reti elettriche lineari in corrente continua) sono illustrati i principali
metodi di risoluzione delle reti elettriche lineari funzionanti in corrente continua e la loro verifica in laboratorio, con una vasta gamma di esercizi applicativi.
Il modulo C (Reti elettriche capacitive) tratta l’argomento delle reti capacitive limitando all’indispensabile i concetti relativi al campo elettrico, propri della Fisica. La trattazione è incentrata sullo studio del condensatore visto come bipolo e sul comportamento delle reti capacitive, sia nel funzionamento a regime sia durante il periodo transitorio di carica e scarica, per il quale viene anche presentato un metodo per il rilievo sperimentale delle grandezze.
Nel modulo D (Elettromagnetismo, circuiti magnetici) ampio spazio è riservato allo studio dell’elettromagnetismo e all’interazione tra circuiti elettrici e campo magnetico, nonché alla trattazione dei fenomeni transitori nei circuiti induttivi, tutti argomenti basilari per molte applicazioni elettriche ed elettroniche e propedeutici allo studio delle macchine elettriche, sia tradizionali sia speciali.
Col modulo E (Introduzione all’elettronica digitale) inizia la parte del testo dedicata a questo tema, con l’esposizione dei primi e più intuitivi concetti sulle variabili binarie, sugli operatori logici e sulle corrispondenti porte logiche con le loro reali caratteristiche fisiche e sui sistemi di numerazione. Il modulo comprende la presentazione del laboratorio di elettronica digitale e, come tutti i seguenti, anche un’unità finale con le proposte di esercitazioni legate alle parti teoriche sviluppate.
Nel modulo F (Circuiti logici combinatori) si espone l’impianto teorico su cui si fonda lo sviluppo dei circuiti logici, evidenziando contestualmente l’applicazione di ciascun enunciato al circuito che gli corrisponde. Si perviene così a concepire le strutture logiche delle più importanti funzioni combinatorie e i metodi per la sintesi di funzioni più complesse. Vengono poi presentati alcuni componenti della media scala d’integrazione importanti per le loro applicazioni o per le particolari funzioni in essi realizzate, sottolineandone la modularità.
Prefazione XV Il modulo G (Circuiti logici sequenziali) tratta i sistemi sequenziali: vengono analizzati il comportamento, le caratteristiche e le applicazioni di latch e flip-flop di vario tipo, dei circuiti generatori d’impulsi e di segnali rettangolari e si mostra come è possibile progettare e realizzare i diversi tipi di registri e di contatori. Vengono poi presentati alcuni circuiti integrati in cui sono state realizzate tali funzioni.
Nel modulo H (Circuiti programmabili e a programma) vengono illustrati gli sviluppi dell’elettronica digitale con l’introduzione dei circuiti a larga scala d’integrazione, partendo dalle memorie per arrivare ai dispositivi logici programmabili e all’architettura di un microprocessore.