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Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085850 - ELETTROTECNICA
Docente Storti Gajani Giancarlo
Cfu 8.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (363) INGEGNERIA BIOMEDICA*EP085850 - ELETTROTECNICA

Obiettivi dell'insegnamento

Obiettivi

Il corso si propone di fornire agli studenti nozioni fondamentali di teoria dei circuiti, di conversione elettromeccanica dell’energia e dei circuiti magnetici e trasformatori.
Vengono trattati gli strumenti di analisi dei circuiti elementari in regime stazionario, in regime sinusoidale e in transitorio, con cenni sui sistemi trifase per quanto riguarda la parte circuitale. Per la parte di conversione elettromeccanica vengono invece messe in evidenza le azioni meccaniche nei campi elettrici e magnetici e l’accoppiamento di circuiti nel caso del campo magnetico. 
Nella presentazione degli argomenti, accanto all’aspetto metodologico, vengono mostrati gli aspetti applicativi e particolare attenzione viene dedicata alla critica dei risultati.


Risultati di apprendimento attesi

Indicatore D1
- Conoscere cos'è un circuito elettrico ed i suoi componenti fondamentali.
- Conoscere il concetto di modello circuitale e i suoi limiti di applicabilità.
- Conoscere le leggi dei circuiti elettrici e i teoremi fondamentali (compresi i lori limiti di validità) necessari per affrontare l'analisi di un circuito.
- Comprendere cosa è un circuito magnetico, e conoscere le principali relazioni volte al calcolo dei parametri circuitali equivalenti.
- Conoscere le principali interazioni meccaniche nei campi elettrici e magnetici (Forza in induttori e condensatori), comprendendo i principi di funzionamento alle base delle macchine elettriche.
Indicatore D2
- Sapere utilizzare le conoscenze acquisite per formulare e risolvere il problema dell'analisi di circuiti elettrici operanti sia a regime che in transitorio.
- Essere in grado di selezionare tra i diversi strumenti forniti dall'insegnamento quelli più idonei al raggiungimento degli obiettivi posti in termini di modellizzazione ed analisi dei circuiti.
- Essere in grado di interpretare in modo critico i risultati ottenuti


Argomenti trattati

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.  Grafi e leggi di Kirchhoff.
  6.  Potenza virtuale e effettiva: il teorema di Tellegen

2. Bipoli adinamici e circuiti elementari

  1. Bipoli notevoli: resistore, sorgenti (impressive) 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.
  4. Potenza elettrica nei bipoli adinamici.
  5. Connessioni serie, parallelo e a scala di bipoli .

3. Doppi bipoli adinamici e circuiti elementari

  1. Rappresentazioni dei doppi bipoli. Potenza in un doppio bipolo.
  2. Le quattro sorgenti pilotate e circuiti elementari.
  3. Trasformazioni stella–triangolo e triangolo-stella.
  4. Connessioni di bipoli e doppi bipoli

4. Circuiti adinamici generici

  1. Analisi di un circuito mediante le tensioni di nodo.
  2. Principio di sovrapposizione.
  3. Teoremi di Thévenin e Norton.

5. Componenti e circuiti dinamici elementari

  1. Condensatore e induttore: energia, stato iniziale.
  2. Connessione in serie e in parallelo di condensatori e induttori.
  3. Circuiti RC e RL del primo ordine con sorgenti costanti, a scalino e interruttori
  4. Circuiti del secondo ordine

6. Circuiti in regime sinusoidale

  1. Rappresentazione di sinusoidi mediante numeri complessi: i fasori.
  2. Circuiti RC, RL del primo ordine con sorgenti sinusoidali nel dominio del tempo.
  3. Le leggi di Kirchhoff nel dominio dei fasori.
  4. Le relazioni costitutive nel dominio dei fasori.
  5.  Impedenza e ammettenza dei bipoli.
  6. Analisi dei circuiti dinamici in regime sinusoidale.
  7. Estensione di teoremi 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. Trasmissione dell’energia elettrica: rifasamento.

7. Sistemi trifase elementari

  1. Generatore trifase (terna oraria e antioraria)
  2. Carico trifase (configurazione a stella e a triangolo)
  3. Circuiti monofase equivalenti
  4. Potenza istantanea fornita al carico
  5. Principi di sicurezza nei sistemi elettrici

8. Circuiti magnetici e trasformatori

  1. Richiami sui campi elettrico, magnetico e di conduzione. Proprietà dei materiali: permettività, permeabilità e conducibilità
  2. Definizione di circuito magnetico.
  3. Generatori di forza magnetomotrice.
  4. Definizione di auto e mutue induttanze.
  5.  Determinazione delle auto e delle mutue induttanze in un circuito magnetico con due avvolgimenti.
  6.  Modello completo del trasformatore con nucleo in ferro.
  7. Circuiti equivalenti del trasformatore.

9. Fondamenti di conversione elettromeccanica

  1. Azioni meccaniche nei condensatori e negli induttori. Principi di funzionamento di attuatori e trasduttori.
  2. Il motore a riluttanza: equazioni e circuiti equivalenti
  3. Il motore in corrente continua:equazioni e circuiti equivalenti.

10. Cenni ai sistemi di sicurezza nella distribuzione elettrica

  1. Definizioni di rischio elettrico, cenni alle normative ed agli istituti di certificazione
  2. Interruttori differenziali ed elettrotermici

 

 


Prerequisiti
 

Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta che richiede la soluzione di problemi  in forma numerica e/o simbolica e in una prova di teoria (orale o scritta con domande aperte o a scelta multipla) volte a verificare le conoscenze teoriche e le capacità di soluzione dei problemi proposti.  Alla prova di teoria si accede solo se valutati positivamente per la parte scritta relativa agli esercizi.

Modalità di svolgimento delle prove di verifica:

1. regolari appelli nei periodi previsti dall’Ateno.

2. (se previsto per l'anno accademico in corso) due prove in itinere che sostituiscono l'esame completo. Si accede allla seconda prova solo se valutati positivamente alla prima. Si accede poi alla prova di teoria solo se valutati positivamente anche alla seconda prova.

Per i corsi unione con crediti inferiori, le modalità rimangono le stesse e la prova sarà la medesima a meno degli argomenti non presenti nei corsi con crediti inferiori.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaL. O. Chua, C. A. Desoer, E. S. Khu, Circuiti lineari e non lineari, Editore: jackson
Risorsa bibliografica facoltativaCharles K. Alexander, Matthew N.O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani, Circuiti elettrici , Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2017
Risorsa bibliografica facoltativaa. Canova, G.Gruosso, B.vusini, Lezioni di Elettrotecnica , Editore: Esculapio, ISBN: 88-7488-149-5
Risorsa bibliografica facoltativaR. Perfetti, Circuiti elettrici, Editore: Zanichelli
Risorsa bibliografica facoltativaAllan R. Hambley, Elettrotecnica 4/Ed., Editore: Pearson, ISBN: 9788871925561

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
48:00
72:00
Esercitazione
32:00
48:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 80:00 120:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
27/09/2020