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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 088721 - ELETTROTECNICA
Docente Grassi Flavia
Cfu 8.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - MI (342) INGEGNERIA CIVILE*AZZZZ088508 - ELETTROTECNICA
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - MI (346) INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO*AZZZZ088721 - ELETTROTECNICA
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (488) INGEGNERIA CIVILE - CIVIL ENGINEERING*AZZZZ088508 - ELETTROTECNICA
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (489) INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO - ENVIRONMENTAL AND LAND PLANNING ENGINEERING*AZZZZ088721 - ELETTROTECNICA

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso si pone l'obiettivo di fornire agli studenti nozioni elementari di ingegneria elettrica, mediante l'introduzioni di nozioni fondamentali della teoria dei circuiti elettrici.

La prima parte del corso è dedicata alle tecniche di analisi delle reti elettriche. La seconda parte del corso affronta lo studio di reti elettriche monofase e trifase in particolari modalità di funzionamento (funzionamento in transitorio e in regime permanente sinusoidale), con l'obiettivo di avvicinare gli studenti alle principali problematiche e tecniche risolutive di reti elettriche reali. Nella terza parte del corso viene introdotta la teoria delle reti magnetiche, come strumento per la progettazione di macchine elettriche.

Tali obiettivi soddisfano i seguenti descrittori di Dublino: conoscenza e comprensione; capacità di applicare conoscenza e comprensione.


Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso, gli studenti avranno appreso le nozioni fondamentali di teoria dei circuiti necessarie per: (a) risolvere circuiti lineari in regime stazionario e sinusoidale, mediante opportuna scelta del metodo risolutivo in relazione alla topologia del circuito assegnato e/o alla variabile di rete richiesta; (b) determinare la risposta transitoria e a regime di circuiti lineari dinamici del primo ordine.

Inoltre, gli studenti saranno in possesso dei concetti teorici alla base del funzionamento delle macchine elettriche statiche e della realizzazione e esercizio di impianti di generazione, distribuzione e utilizzazione dell'energia elettrica.


Argomenti trattati

 

1. Introduzione alla teoria dei circuiti

- Definizione delle grandezze elettriche fondamentali: tensione, corrente e potenza

- Circuiti elettrici a parametri concentrati (nozione di bipolo, multipolo e relazione costitutiva) e ipotesi della teoria dei circuiti

- Leggi di Kirchhoff e Teorema di Tellegen (conservazione della potenza)

2. Circuiti adinamici elementari

- Bipoli adinamici elementari: resistore lineare, corto circuito e circuito aperto, sorgenti ideali di tensione e corrente

- Circuiti elementari: a una maglia (partitore di tensione), a due nodi (partitore di corrente)

- Equivalenza esterna di bipoli: connessioni in serie e parallelo di resistori e concetto di resistenza equivalente, combinazione di generatori ideali di tensione e di corrente, modelli di Thevenin (serie) e Norton (parallelo) di sorgenti non ideali di tensione e corrente e loro equivalenza alle porte esterne

3. Analisi nodale

- Circuiti con generatori indipendenti di corrente: scrittura delle equazioni per ispezione

- Circuiti con generatori indipendenti di tensione: supernodo, metodo topologico

- Regola di Millman

4. Circuiti adinamici generici

- Linearita' e principio di sovrapposizione degli effetti

- Teoremi di Thevenin e Norton

- Teorema del massimo trasferimento di potenza

5. Elementi a due porte (doppi bipoli)

- Trasformatore ideale e sue principali proprieta'

6. Circuiti dinamici elementari

- Condensatore e induttore: relazioni costituive, connessioni in serie e parallelo, energia e stato iniziale

- Circuiti del primo ordine (di tipo RC ed RL) in evoluzione libera e con un generatore costante

7. Circuiti in regime sinusoidale permanente

- Rappresentazione di segnali sinusoidali mediante fasori, nozione di valore efficace

- Leggi di Kirchhoff e relazioni costitutive nel dominio dei fasori. Impedenza, ammettenza, reattanza e suscettanza di bipoli in regime sinusoidale

- Estensione dei metodi di analisi e dei teoremi di rete al regime sinusoidale

- Potenza in regime sinusoidale: potenza istantanea, attiva, reattiva, complessa e apparente. Conservazione della potenza in regime sinusoidale e rifasamento

8. Circuiti con accoppiamento magnetico

- Campo magnetico in regime stazionario e lentamente variabile: legge di Ampere e legge di Faraday

- Reti magnetiche

- Induttori mutuamente accoppiati: auto e mutue induttanze

- Macchine elettriche statiche: il trasformatore reale

- Principi di conversione elettromeccanica

9. Sistemi trifase

- Circuiti trifase simmetrici ed equilibrati: circuiti monofase equivalenti

- Circuiti trifase con carico squilibrato e con neutro

- Potenza nei sistemi trifase e rifasamento dei carichi industriali

10. Nozioni fondamentali di sicurezza elettrica

- Principali rischi elettrici e effetti della corrente elettrica sul corpo umano

- Contatti diretti e indiretti e relative protezioni: impianti di messa a terra e principio di funzionamento dell'interruttore differenziale

11. Elementi di generazione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica

- Struttura della rete elettrica tradizionale (in Italia)

- Generazione distribuita, fonti rinnovabili, smart grids

 


Prerequisiti

Fisica: Nozioni elementari di elettromagnetismo;

Analisi matematica: Algebra dei numeri complessi e soluzione di equazioni differenziali del primo ordine a coefficienti costanti;

Geometria: Nozioni elementari di calcolo matriciale.


Modalità di valutazione

Le prove d'esame sono svolte in forma scritta e consistono in esercizi e quesiti teorici sui contenuti del corso.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaR. Perfetti, Circuiti Elettrici, Editore: Zanichelli Editore S.p.A., Bologna, Anno edizione: 2013, ISBN: 978-8808-17888-6
Risorsa bibliografica facoltativaC. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, Circuiti Elettrici , Editore: McGraw-Hill, Milano, Anno edizione: 2008, ISBN: 978-88-386-6421-2
Risorsa bibliografica facoltativaC. R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, Editore: Wiley & Sons, Anno edizione: 2000, ISBN: 978-0-471-37195-3
Risorsa bibliografica facoltativaR. E. Thomas, A. J. Rosa, The Analysis and Design of Linear Circuits, Editore: Wiley & Sons, Anno edizione: 2006, ISBN: 978-0-471-76095-5

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
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.2 / 1.6.2
Area Servizi ICT
04/06/2020