ELETTROTECNICA

Attività formativa monodisciplinare
Codice dell'attività formativa: 
21017

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2018/2019
Insegnamento (nome in italiano): 
ELETTROTECNICA
Insegnamento (nome in inglese): 
ELECTRICAL ENGINEERING
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Affine/Integrativa
Tipo di insegnamento: 
Obbligatoria
Settore disciplinare: 
ELETTROTECNICA (ING-IND/31)
Anno di corso: 
2
Anno accademico di offerta: 
2019/2020
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Primo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ambito: 
Attività formative affini o integrative
Materiali didattici: 
Prerequisiti

Analisi matematica, calcolo matriciale, algebra complessa, elettromagnetismo

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è la comprensione e l’impiego degli elementi fondamentali per la rappresentazione e la successiva analisi dei circuiti elettrici e magnetici in regime stazionario, PAS, trifase e in transitorio.

Contenuti dell'insegnamento

Dall'elettromagnetismo all'elettrotecnica: richiami di elettromagnetismo, classificazione dei fenomeni elettrici in statici, stazionari, quasi stazionari e non stazionari - fenomeni elettrostatici: effetto dei campi elettrici sui conduttori, equazioni di Laplace e Poisson, concetto di capacità, schermi elettrostatici, gabbia di Faraday - elettrodinamica stazionaria: concetto di circuito elettrico, bipoli resistività e resistenza, leggi di Kirchhoff

Rappresentazione e analisi delle reti in regime stazionario: bipoli ideali: resistore, generatori ideali - caratteristica dei bipoli - convenzione dei generatori e degli utilizzatori - serie e parallelo - metodi per la soluzione di reti elettriche lineari: correnti di lato, correnti di maglia, potenziali di nodo, casi particolari - principio di sovrapposizione degli effetti - teoremi di Thevenin, Norton e Millman - partitori di corrente e di tensione - trasformazioni triangolo/stella stella/triangolo - reti non lineari - potenza elettrica - effetto joule – conservazione della potenza - misure di corrente di tensione e di potenza.

Rappresentazione e analisi dei circuiti magnetici: il campo e l'induzione magnetica in materiali con diverse caratteristiche magnetiche - analogia tra flusso magnetico e corrente elettrica - tra forza magnetomotrice e forza elettromotrice, tra riluttanza e resistenza - estensione ai circuiti magnetici dei principi e dei metodi risolutivi propri dei circuiti elettrici, nell'ambito dell'analogia - induzione elettromagnetica - auto e mutua induttanza - energia magnetica - materiali ferromagnetici: saturazione, isteresi, correnti parassite - azioni elettrodinamiche.

Rappresentazione e analisi delle reti elettriche in regime variabile: limiti di validità dei principi di Kirchhoff - il condensatore e l'induttore, loro caratteristica, energia immagazzinata - regime periodico alternato sinusoidale - metodo simbolico, fasori, valore efficace - reattanza impedenza, suscettanza, ammettenza - potenza istantanea, attiva reattiva, apparente - estensione dei metodi per le reti in regime stazionario alle reti in regime periodico alternato sinusoidale - rifasamento - risonanza - misure di corrente, tensione e potenza in regime periodico alternato sinusoidale.

Sistemi elettrici trifasi: sistemi trifasi simmetrici ed equilibrati - grandezze di linea e di fase - tensioni stellate e concatenate - potenza attiva, reattiva, apparente - confronto tra la trasmissione monofase e la trasmissione trifase - rappresentazione monofase dei circuiti trifase, simmetrici ed equilibrati - sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati - misure di corrente, tensione e potenza attiva - inserzione Aron.

Transitori: forzanti, componenti transitorie e di regime, condizioni iniziali.

Testi di riferimento

Per approfondimenti e consultazione si consigliano i seguenti testi:
Pier Paolo Civalleri, Elettrotecnica, Editrice Levrotto e Bella – Torino
Filippo Ciampolini, Elettrotecnica generale, Pitagora Editrice – Bologna
Sono disponibili le dispense sulla pagina internet del docente e la raccolta dei lucidi utlizzati a lezione.

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni ex-cathedra, esercitazioni numeriche, esercitazioni con l’utilizzo del calcolatore

Modalità verifica profitto e valutazione

L’esame finale prevede una prova scritta ed una eventuale successiva seconda prova teorica. Su richiesta dello studente è prevista una prova orale.
L’accesso alla seconda prova è subordinato al superamento con esito positivo di una prova scritta nella stessa sessione.
L’accesso alla prova orale è subordinato al superamento con esito positivo delle prove precedenti.

Prerequisites

Calculus, arrays, complex algebra, electromagnetism

Educational goals

The goal of the course is the understanding and the use of the basic elements for the representation and the analysis of electric and magnetic circuits in steady state, PAS, threephase and transient.

Course content

Dall'elettromagnetismo all'elettrotecnica: richiami di elettromagnetismo, classificazione dei fenomeni elettrici in statici, stazionari, quasi stazionari e non stazionari - fenomeni elettrostatici: effetto dei campi elettrici sui conduttori, equazioni di Laplace e Poisson, concetto di capacità, schermi elettrostatici, gabbia di Faraday - elettrodinamica stazionaria: concetto di circuito elettrico, bipoli resistività e resistenza, leggi di Kirchhoff

Rappresentazione e analisi delle reti in regime stazionario: bipoli ideali: resistore, generatori ideali - caratteristica dei bipoli - convenzione dei generatori e degli utilizzatori - serie e parallelo - metodi per la soluzione di reti elettriche lineari: correnti di lato, correnti di maglia, potenziali di nodo, casi particolari - principio di sovrapposizione degli effetti - teoremi di Thevenin, Norton e Millman - partitori di corrente e di tensione - trasformazioni triangolo/stella stella/triangolo - reti non lineari - potenza elettrica - effetto joule – conservazione della potenza - misure di corrente di tensione e di potenza.

Rappresentazione e analisi dei circuiti magnetici: il campo e l'induzione magnetica in materiali con diverse caratteristiche magnetiche - analogia tra flusso magnetico e corrente elettrica - tra forza magnetomotrice e forza elettromotrice, tra riluttanza e resistenza - estensione ai circuiti magnetici dei principi e dei metodi risolutivi propri dei circuiti elettrici, nell'ambito dell'analogia - induzione elettromagnetica - auto e mutua induttanza - energia magnetica - materiali ferromagnetici: saturazione, isteresi, correnti parassite - azioni elettrodinamiche.

Rappresentazione e analisi delle reti elettriche in regime variabile: limiti di validità dei principi di Kirchhoff - il condensatore e l'induttore, loro caratteristica, energia immagazzinata - regime periodico alternato sinusoidale - metodo simbolico, fasori, valore efficace - reattanza impedenza, suscettanza, ammettenza - potenza istantanea, attiva reattiva, apparente - estensione dei metodi per le reti in regime stazionario alle reti in regime periodico alternato sinusoidale - rifasamento - risonanza - misure di corrente, tensione e potenza in regime periodico alternato sinusoidale.

Sistemi elettrici trifasi: sistemi trifasi simmetrici ed equilibrati - grandezze di linea e di fase - tensioni stellate e concatenate - potenza attiva, reattiva, apparente - confronto tra la trasmissione monofase e la trasmissione trifase - rappresentazione monofase dei circuiti trifase, simmetrici ed equilibrati - sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati - misure di corrente, tensione e potenza attiva - inserzione Aron.

Transitori: forzanti, componenti transitorie e di regime, condizioni iniziali.

Textbooks and reading lists

For further information and consultation We recommend the following texts:
Pier Paolo Civalleri, Electrical, Publishing Levrotto and Bella - Torino
Philip Ciampolini, General Electrical, Pythagoras Publishing - Bologna
handouts on the internet page of the teacher and the collection of transparencies using the shell in class are available.

Teaching methods

The course consists of ex-cathedra lectures, numerical exercises, exercises with the use of computer

Assessment and Evaluation

The final exam includes a written test and a subsequent possible second theory test. On the student's request is scheduled oral.
Access to the second test must pass successfully a written test on the same session.
Access to the oral test candidates must pass successfully the previous tests.