logo-polimi
Loading...
Risorse bibliografiche
Risorsa bibliografica obbligatoria
Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
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 INFORMATICAI1CAZZZZ097245 - ELETTROTECNICA
082742 - ELETTROTECNICA
ICRAZZZZ082742 - ELETTROTECNICA

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso si propone di fornire agli studenti nozioni fondamentali di teoria dei circuiti e cenni di elettromagnetismo. Gli argomenti sono quelli classici: viene trattata l’analisi di circuiti elementari in regime stazionario, in regime sinusoidale e in transitorio, e vengono illustrati i concetti di base della teoria dei campi elettromagnetici. 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 le leggi dei campi elettro-magnetici.   

- Comprendere il legame tra le leggi dei campi elettro-magnetici ed il modello circuitale nonchè le principali applicazioni di tipo Elettrotecnico. 

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 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

 1. Introduzione

Circuiti elettrici come modello di fenomeni fisici.
Il concetto di bipolo.
Le grandezze elettriche: tensione, corrente e potenza.
Unità di misura. Voltmetro e amperometro.
Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti.
Potenza ed energia. Teorema di Tellegen.

2. Bipoli puramente resistivi (adinamici) e circuiti elementari

Bipoli notevoli: resistore, generatori ideali di tensione e di corrente, corto circuito e circuito aperto.
Modelli di Thévenin (serie) e di Norton (parallelo) dei bipoli adinamici e lineari generici.
Generatori non ideali.
Fenomeni energetici nei bipoli adinamici.
Connessioni in serie e in parallelo di bipoli.
Bipoli non-lineari: risoluzione grafica di semplici circuiti. 

3. Doppi bipoli lineari e affini

Rappresentazioni dei doppi bipoli: matrici R, G, H e T.
Potenza in un doppio bipolo.
I quattro generatori pilotati e circuiti elementari. Giratore. Trasformatore ideale.
Amplificatore operazionale ideale, configurazioni tipiche, esempi di applicazione.
Trasformazioni stella–triangolo e triangolo-stella.
Connessioni di doppi bipoli.

4. Analisi dei circuiti

Trasformazioni di generatori non ideali.
Analisi nodale di circuiti (metodo dei potenziali di nodo).
Regola di Millman.
Teorema del massimo trasferimento di potenza.
Principio di sovrapposizione degli effetti.
Teoremi di Thévenin e di Norton.
Principio di sostituzione.

5. Componenti e circuiti dinamici elementari

Condensatore e induttore: energia, stato iniziale.
Connessioni in serie e in parallelo di condensatori e di induttori.
Circuiti RC e RL del primo ordine con sorgenti costanti, a scalino e lineari a tratti.
Circuiti RC e RL del primo ordine con interruttori.

6. Circuiti in regime sinusoidale

Richiami sui numeri complessi.
Rappresentazione di sinusoidi mediante fasori.
Circuiti RC, RL del primo ordine con generatori sinusoidali.
Leggi di Kirchhoff nel dominio dei fasori.
Relazioni costitutive nel dominio dei fasori. Concetto di impedenza e ammettenza.
Circuiti risonanti.
Induttori accoppiati.
Estensione delle proprietà dei circuiti dal regime stazionario al regime sinusoidale.
Potenza complessa, attiva, reattiva e apparente in regime sinusoidale e fasoriale.
Teorema di Boucherot.
Massimo trasferimento di potenza attiva.
Rifasamento.
Sistemi trifase elementari.
Funzioni di rete e proprietà filtranti dei circuiti (cenni)
Regime multifrequenziale.

7 Cenni di elettromagnetismo

Cenni su campi scalari e vettoriali.
Campo elettrostatico.
Campo elettrico (E), densità di flusso elettrico (D) e permettività elettrica.
Legge di Gauss per il campo elettrico.
Potenziale elettrico e tensione.
Capacità ed energia accumulata.
Conduzione elettrica nei metalli.
Vettore densità di corrente e flusso.
Resistenza e legge di Joule.
Campo magnetostatico.
Campo magnetico (H), densità di flusso magnetico (B) e permeabilità magnetica.
Legge di Gauss per il campo magnetico.
Legge di Ampere.
Induttanza ed energia accumulata.
Circuiti magnetici (forza magnetomotrice, tensione magnetica, riluttanza).
Induzione elettromagnetica (legge di Faraday).
Forza elettromotrice indotta.
Auto e mutue induttanze.
Trasformatore reale.

Altre informazioni

I docenti sono generalmente reperibili presso il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, nella fascia oraria specificata in rete, sul sito del Politecnico. Per comunicazioni al di fuori dell’orario delle lezioni e di quello di consulenza si faccia riferimento alla posta elettronica dei singoli docenti.


Prerequisiti
 

Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta ed eventualmente orale a discrezione del docente. La prova scritta consta di esercizi e domande aperte che coprono gli argomenti trattati dall'insegnamento. Durante la prova scritta e` possibile consultare liberamente libri e appunti. Non sono previste prove in itinere.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaC. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, G. Gruosso e G. Storti Gajani, Circuiti Elettrici, 5/ed., Editore: MacGraw-Hill, Anno edizione: 2017, ISBN: 9788838615627
Risorsa bibliografica facoltativaR. Perfetti, Circuiti elettrici,, Editore: Zanichelli, Anno edizione: 2013, ISBN: 978-88-08-17888-6
Risorsa bibliografica facoltativaM. De Magistris, G. Miano, Circuiti: Fondamenti di Circuiti per l'Ingegneria, Editore: Springer, Anno edizione: 2007, ISBN: 9788847005372
Risorsa bibliografica facoltativaR. C. Dorf, J. A. Svoboda, Introduction to Electric Circuits (8 Edizione), Editore: J. Wiley and Sons, Anno edizione: 2010, ISBN: 978-0-470-55302-2
Risorsa bibliografica facoltativaR. E. Thomas, A. J. Rosa, and G. J. Toussaint, The Analysis and Design of Linear Circuits, 7th Edition, Editore: Wiley & Sons, Inc., Anno edizione: 2012, ISBN: 978-1-118-06558-7
Risorsa bibliografica facoltativaF. T. Ulaby, Fundamentals of Applied Electromagnetics, Fifth Edition, Editore: Pearson Education Inc., Anno edizione: 2007, ISBN: 0-13-241326-4
Risorsa bibliografica facoltativaC. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, Editore: MacGraw-Hill, Anno edizione: 2016, ISBN: 9780078028229
Risorsa bibliografica facoltativaE. Azzimonti, P. Maffezzoni, G. Vannozzi, Esercizi di Elettrotecnica. Con temi d'esame dettagliatamente svolti, Editore: Aracne, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-88-548-2553-6

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
40:00
60:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

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. 1.6.4 / 1.6.4
Area Servizi ICT
10/07/2020