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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2014/2015
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 082742 - ELETTROTECNICA
Docente Brambilla Angelo Maurizio
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - CR (368) INGEGNERIA GESTIONALE* AZZZZ082742 - ELETTROTECNICA
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (358) INGEGNERIA INFORMATICAICRAZZZZ082742 - ELETTROTECNICA

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi

Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni fondamentali dei circuiti elettrici, dei campi elettromagnetici e della conversione elettromeccanica. Gli argomenti sono quelli classici: nella prima parte viene trattata l’analisi di circuiti elementari in regime stazionario, in regime sinusoidale e in transitorio, nella seconda parte vengono illustrati i fondamenti della conversione elettromeccanica. Nella presentazione degli argomenti, accanto all’aspetto metodologico di base, vengono mostrati gli aspetti applicativi e particolare attenzione viene dedicata alla critica dei risultati ottenuti nella risoluzione dei circuiti. Le esercitazioni di laboratorio permettono di acquisire familiarità con i componenti e gli strumenti reali e risultano essere un valido complemento a quanto appreso in aula.

 

Distribuzione indicativa dell’attività didattica

Ore di lezione = 58, ore di esercitazione = 36, ore di laboratorio = 15

 

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

 

1. Introduzione

  1. Circuiti elettrici come modello di fenomeni fisici.

  2. Il concetto di bipolo.

  3. Le grandezze elettriche: tensione, corrente e potenza.

  4. Unità di misura. Voltmetro e amperometro.

  5. Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti.

  6. Potenza ed energia. Teorema di Tellegen.

 

2. Bipoli puramente resistivi (adinamici) e circuiti elementari

  1. Bipoli notevoli: resistore, generatori ideali di tensione e di corrente, corto circuito e circuito aperto.

  2. Modelli di Thévenin (serie) e di Norton (parallelo) dei bipoli adinamici e lineari generici.

  3. Sorgenti non ideali: Generatori reali.

  4. Fenomeni energetici nei bipoli adinamici.

  5. Connessioni serie, parallelo e a scala di bipoli .

  6. Bipoli non-lineari: risoluzione grafica di semplici circuiti. Diodo

 

3. Doppi bipoli resistivi

  1. Rappresentazioni dei doppi bipoli. Matrici R, G e H.

  2. Potenza in un doppio bipolo.

  3. I quattro generatori pilotati e circuiti elementari. Giratore. Trasformatore ideale.

  4. Amplificatore operazionale ideale, configurazioni tipiche, esempi di applicazione.

  5. Trasformazioni stella–triangolo e triangolo-stella.

  6. Connessioni di bipoli e doppi bipoli

 

4. Analisi dei circuiti

  1. Trasformazioni fra sorgenti reali.

  2. Analisi nodale di circuiti (metodo dei potenziali di nodo).

  3. Principio di sovrapposizione degli effetti.

  4. Bipoli equivalenti. Teoremi di Thévenin e di Norton.

 

5. Componenti e circuiti dinamici elementari

  1. Condensatore e induttore: energia, stato iniziale.

  2. Gli induttori accoppiati: energia, stato iniziale e modelli.

  3. Connessione in serie e in parallelo di condensatori e di induttori.

  4. Circuiti RC e RL del primo ordine con sorgenti costanti, a scalino e lineari a tratti.

  5. Circuiti RC e RL del primo ordine con interruttori.

  6. Docenti corsi del primo semestre del primo anno Circuiti RLC del secondo ordine con generatori costanti e a gradino 

 

6. Circuiti in regime sinusoidale

  1. Richiami ai numeri complessi

  2. Rappresentazione di sinusoidi mediante i fasori.

  3. Circuiti RC, RL del primo ordine con generatori sinusoidali nel dominio del tempo.

  4. Le leggi di Kirchhoff nel dominio dei fasori.

  5. Le relazioni costitutive nel dominio dei fasori. impedenza e ammettenza dei bipoli.

  6. Analisi dei circuiti RLC in regime sinusoidale.

  7. Estensione delle proprietà dei circuiti dal regime stazionario al regime sinusoidale.

  8. Potenza attiva, reattiva e complessa in regime sinusoidale.

  9. Teorema di Boucherot per le potenze.

  10. Massimo trasferimento di potenza attiva.

  11. Rifasamento nella trasmissione dell’energia elettrica.

  12. Sistemi trifase elementari.

  13. Comportamento al variare della frequenza: Funzione di rete, applicazioni ai risonatori RLC e ai filtri del primo ordine RC e RL.

  14. Principio di sovrapposizione per generatori con frequenze diverse.

 

7. Fondamenti di conversione elettromeccanica

  1. Richiami sui campi elettrico, magnetico e di conduzione. Proprietà dei materiali: permettività, permeabilità e conducibilità

  2. Definizione di circuito magnetico. Circuiti magnetici: flusso magnetico, tensione magnetica, riluttanza. Legge di Hopkinson. Materiali magnetici, curva B-H

  3. Induttori mutuamente accoppiati. Definizione di auto e mutue induttanze.

  4. Calcolo delle auto e mutue induttanze in un circuito magnetico con due avvolgimenti. Trasformatore ideale e reale.

  5. Azioni meccaniche nei campi elettromagnetici. Principi di funzionamento di attuatori e trasduttori. Esempi e applicazioni

  6. Cenni ai principi di funzionamento delle macchine elettriche rotanti: motore in corrente continua.

 

Attività di laboratorio

L’attività di laboratorio, la cui frequenza è obbligatoria per tutti gli studenti, ha lo scopo di rendere familiare allo studente l’utilizzo dei principali strumenti di un laboratorio di Elettrotecnica mediante lo svolgimento di alcuni esperimenti che lo studente eseguirà su circuiti di base, la cui teoria è stata preventivamente argomento di lezione. Potranno inoltre essere utilizzati programmi di simulazione per l’analisi dei circuiti. La familiarità con l’utilizzo della strumentazione e con i programmi di simulazione è propedeutica alle varie attività sperimentali dei corsi successivi. I laboratori, in numero di cinque, riguardano: 1) uso degli strumenti sia hardware, sia software e del materiale, 2) circuiti in corrente continua, 3) circuiti in transitorio, 4) circuiti in regime sinusoidale, 5) simulazione circuitale con PSpice e Lab View. Al termine di ogni laboratorio è richiesta una relazione sull'esperimento. Le attività di laboratorio, che prevedono una prova di valutazione finale, concorrono con un massimo di quattro punti alla valutazione complessiva ottenuta dalle relazioni e dalla prova finale. E' necessario ottenere una valutazione pari almeno a 2 punti per accedere agli appelli d'esame.


Note Sulla Modalità di valutazione

Modalità di svolgimento delle prove di verifica: regolari appelli nei periodi previsti dal Consiglio di Facoltà. La verifica dell’apprendimento viene effettuata, per ogni appello, mediante una prova scritta selettiva e una prova orale. La valutazione finale dell’esame è ottenuta considerando gli esiti delle prove scritte, orali e della valutazione conseguita nella prova finale dell'attività formativa del laboratorio sperimentale, la cui frequenza, si ribadisce, è da ritenersi obbligatoria per tutti gli studenti.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaAzzimonti E., Maffezzoni P., Vannozzi G., Esercizi di Elettrotecnica. Con temi d'esame dettagliatamente svolti, Editore: Aracne, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-88-548-2553-6
Risorsa bibliografica obbligatoriaPerfetti R., Circuiti elettrici, Editore: Zanichelli, ISBN: 978-88-08-17888-6
Risorsa bibliografica facoltativaAllan R. Hambley, Elettrotecnica (ediz. italiana), Editore: Pearson, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-88-719-2556-1
Risorsa bibliografica facoltativaRizzoni Giorgio, Principles and Applications of Electrical Engineering, Editore: Mc Graw-Hill International Edition, ISBN: 978-00-712-5444-1
Risorsa bibliografica facoltativaRichard C. Dorf, James A. Svoboda, Introduction to Electric Circuits (8ª Edizione), Editore: J. Wiley and Sons, Anno edizione: 2010, ISBN: 978-0-470-55302-2

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
58.0
esercitazione
36.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
15.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
24/02/2021