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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 082742 - ELETTROTECNICA
Docente Storti Gajani Giancarlo
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) - MI (358) INGEGNERIA INFORMATICAIORAZZZZ082742 - ELETTROTECNICA

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento 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.


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente:

- Conosce cosa è un circuito elettrico e quali sono i suoi componenti fondamentali; conosce le leggi e i teoremi fondamentali (compresi i lori limiti di validità) necessari per affrontare l'analisi di un circuito; conosce il concetto di modello circuitale e i suoi limiti di applicabilità; conosce il legame tra le leggi dell'Elettromagnetismo ed il modello circuitale nonchè le principali applicazioni di tipo Elettrotecnico.

- Sa utilizzare le conoscenze acquisite per realizzare modelli circuitali lineari di bipoli composti e doppi bipoli ed analizzare circuiti elettrici operanti sia a regime che in transitorio.

- E' 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.


Argomenti trattati

1. Introduzione

1.1 Circuiti elettrici come modello di fenomeni fisici.

1.2 Il concetto di bipolo.

1.3 Le grandezze elettriche: tensione, corrente e potenza.

1.4 Unità di misura. Voltmetro e amperometro.

1.5 Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti.

1.6 Potenza e energia.

2. Bipoli puramente resistivi (adinamici) e circuiti elementari

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

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

2.3 Generatori reali.

2.4 Fenomeni energetici nei bipoli.

2.5 Connessioni serie, parallelo e a scala di bipoli .

2.6 Bipoli non-lineari: risoluzione grafica di semplici circuiti.

2.7 Analisi per piccoli segnali.

3. Doppi bipoli resistivi

3.1 Rappresentazioni dei doppi bipoli. Potenza in un doppio bipolo.

3.2 I quattro generatori pilotati.

3.3 Trasformatore ideale, amplificatore operazionale ideale.

3.4 Trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella.

3.5 Connessione di doppi bipoli.

4. Analisi dei circuiti

4.1 Analisi nodale di circuiti (metodo dei potenziali).

4.2 Teorema di sostituzione.

4.3 Principio di sovrapposizione.

4.4 Bipoli equivalenti di Thévenin e Norton.

5. Componenti e circuiti dinamici elementari

5.1 Condensatore e induttore: energia, stato iniziale.

5.2 Gli induttori accoppiati: energia, stato iniziale.

5.3 Connessione in serie e in parallelo di condensatori e/o induttori.

5.4 Circuiti RC e RL del primo ordine.

5.5 Circuiti RC e RL del primo ordine con interruttori.

5.6 Circuiti RLC del secondo ordine con generatori costanti e a gradino. 

6. Circuiti in regime sinusoidale

6.1 Rappresentazione di sinusoidi mediante i fasori.

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

6.3 Le leggi di Kirchhoff nel dominio dei fasori.

6.4 Le relazioni costitutive nel dominio dei fasori. impedenza e ammettenza.

6.5 Analisi dei circuiti RLC in regime sinusoidale.

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

6.7 Potenza attiva, reattiva e complessa in regime sinusoidale.

6.8 Teorema di Boucherot per le potenze.

6.9 Massimo trasferimento di potenza attiva.

6.10 Rifasamento nella trasmissione dell'energia elettrica.

6.11 Comportamento al variare della frequenza: applicazioni ai risonatori RLC e ai filtri del primo ordine RC e RL.

6.12 Principio di sovrapposizione per generatori con frequenze diverse. 

7. Fondamenti di conversione elettromeccanica 

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

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

7.3 Induttori mutuamente accoppiati e il trasformatore reale.

7.4 La legge dell'Induzione elettromagnetica e sue applicazioni tipiche: Il Principio di conversione elettromeccanica dell'energia, la macchina lineare e la sua caratteristica elettrica (funzionamento come generatore) e meccanica (funzionamento come motore), le perdite nei materiali magnetici e tecniche per il loro contenimento.


Prerequisiti

Concetti di derivate ed integrali di funzioni reali. Equazioni differenziali lineari elementari. Concetti di vettore, matrice e di sistemi di equazioni algebriche. Numeri complessi. Concetti di potenza e lavoro. Conoscenza di base dei campi.


Modalità di valutazione

L'esame può essere superato attraverso due prove initinere, che si terranno nei periodi indicati nei calendari didattici della scuola, oppure attraverso gli appelli regolari.

Prove Initinere:

Le due prove initinere sostituiscono il primo appello utile dell'Anno Accademico. Gli argomenti della prima prova riguarderanno la prima parte del programma dell'insegnamento, mentre quelli della seconda prova riguarderanno la seconda parte.

Per tali prove non è previsto alcun recupero pertanto il mancato superamento di entrambe le prove initinere implica il salto al II appello.

Appello regolare:

L'appello d'esame regolare si compone di due parti da svolgere in successione, entrambre di tipo scritto: una prima parte composta da domande di carattere teorico e numerico a risposta multipla  ed una seconda parte composta da problemi di carattere numerico. Gli argomenti presenti nell'esame riguardano tutto il programma dell'insegnamento.

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaR. Perfetti, Circuiti Elettrici, Editore: Zanichelli
Risorsa bibliografica facoltativaC. A. Desoer, Fondamenti di teoria dei circuiti, Editore: F. Angeli
Risorsa bibliografica facoltativaMazzoldi, Nigro, Voci, Fondamenti di Fisica - Elettromagnetismo, Editore: EDISES
Risorsa bibliografica facoltativaFocardi, Massa, Uguzzoni, Fisica Generale - Elettromagnetismo, Editore: DEA
Risorsa bibliografica facoltativaJ. A. Svoboda, R. C. Dorf, Electric Circuits, Editore: J. Wiley
Risorsa bibliografica facoltativaG. Rizzoni, Principle and Application of Electrical Engineering, Editore: Mc Graw-Hill
Risorsa bibliografica facoltativaMateriale didattico integrativo e temi d'esame http://home.deib.polimi.it/damore/pages/Materiale_didattico.html
Note:

Collezione di dispense ed esercizi su alcuni argomenti del programma non reperibili in modo univoco all'interno del libro di testo utilizzato nel corso. Gli argomenti trattati sono comunque reperibili all'interno dei vari testi suggeriti.


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. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
27/09/2020