06793 - ELETTROTECNICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede e sa applicare le conoscenze sulle proprietà fondamentali dei circuiti elettrici, sulle principali metodologie di analisi circuitale, sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento del trasformatore.

Contenuti

Definizione delle grandezze e delle leggi fondamentali

Definizione di teoria dei circuiti e di circuito elettrico, definizione di tensione, corrente, potenza ed energia. Leggi di Kirchhoff. Elementi circuitali di base: resistore e generatori ideali. Legge di Ohm, potenza ed energia in reti resistive.

Circuiti in corrente continua

Analisi di circuiti resistivi con un generatore. Connessione serie e parallelo, partitore di tensione e partitore di corrente. Soluzione dei circuiti tramite semplificazione. Proprietà dei circuiti e metodi di analisi: sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman, teoremi di Thevenin e Norton, analisi nodale. Elementi circuitali a quattro morsetti: generatori pilotati, trasformatore ideale. Analisi di circuiti con elementi a quattro morsetti. Principio di massimo trasferimento di potenza.

Circuiti in regime transitorio

Introduzione ai circuiti in regime transitorio, definizione degli elementi circuitali di base: condensatore, induttore e induttori accoppiati. Circuiti del primo ordine. Studio dei transitori del primo ordine RL ed RC tramite equazioni di stato

Circuiti in regime sinusoidale

Definizione di regime sinusoidale, grandezze periodiche, grandezze sinusoidali, operazioni tra grandezze sinusoidali isofrequenziali. Metodo simbolico: fasori. Operazioni con i fasori: richiami sull’algebra dei numeri complessi; proprietà dei fasori. Leggi di Kirchhoff in forma simbolica, leggi costitutive dei componenti elettrici in forma simbolica: impedenza e legge di Ohm generalizzata. Generalizzazione di principi e teoremi nel dominio dei fasori, diagramma fasoriale.

Potenza nei circuiti in regime sinusoidale: potenza istantanea, potenza attiva e potenza reattiva, potenza complessa e apparente. Massimo trasferimento di potenza in regime sinusoidale. Teorema di Boucherot. Rifasamento di carichi induttivi monofase.

Circuiti trifase

Origini dei sistemi trifase. Definizioni: sistema simmetrico, Sistema equilibrato, tensioni di fase, tensioni concatenate, sistema a tre fili, sistema a quattro fili. Connessione stella e connessione triangolo; carichi trifase in serie e parallelo. Circuito monofase equivalente. Rifasamento trifase: connessione a stella e a triangoli dei condensatori di rifasamento. Connessione di carichi monofase

Richiami di magnetostatica

Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. Circuiti magnetici a parametri concentrati; legge di Hopkinson; coefficienti di auto e mutua induzione; forza di Lorentz.

Il trasformatore

Principio di funzionamento del trasformatore monofase; trasformatore ideale; perdite per isteresi e per correnti parassite; circuito equivalente del trasformatore.

Elementi di impianti elettrici

Cenni sui sistemi di generazione dell’energia elettrica. Schema di un sistema elettrico. Confronto tra linee di trasmissione in corrente continua e corrente alternata monofase e trifase. Protezione dal guasto elettrico: sovratensioni e sovracorrenti; fusibile, relè magnetico, termico e differenziale; impianto di terra e coordinamento con in relè differenziale.

Testi/Bibliografia

I testi consigliati sono:

• “Elettrotecnica: elementi di teoria ed esercizi” di M. Repetto e S. Leva, Città studi edizioni
  
  
• “Circuiti elettrici” di Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, McGraw-Hill Education

Metodi didattici

Il corso è comprensivo di lezioni frontali e di esercitazioni. Eventuali dispense e materiale di compendio sarà fornito dal docente e reso disponibile online.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di 1.5 ore. Sarà possibile richiedere un orale integrativo a seguito di valutazione positiva della parte scritta.

La prova scritta consiste di norma di 2 esercizi nei quali viene richiesto di studiare circuiti elettrici o magnetici. Sarà possibile richiedere di sostenere la prova orale solo a coloro che avranno conseguito un punteggio maggiore o uguale a 16/30 alla prova scritta.

La prova orale ha una durata di circa 20 minuti e consiste in due domande relative alla parte teorica affrontata durante il corso. La parte orale può incidere per un massimo di +/- 3 punti sul voto dello scritto.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento, ed in particolare relativamente ai concetti fondamentali di teoria dei circuiti e alla capacità di risolvere circuiti elettrici e magnetici. Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che saranno capaci di utilizzare e collegare tra loro tutti i contenuti dell’insegnamento. Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vincenzo Cirimele