88144 - ELETTROTECNICA INDUSTRIALE P

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente acquisisce gli elementi di base e applicativi dei circuiti elettrici, con particolare riferimento ai successivi corsi di elettronica e telecomunicazioni, e della conversione elettromeccanica, con particolare riferimento ai successivi corsi di macchine e azionamenti elettrici. Lo studente apprende elementi d’impianti e qualità dell’energia elettrica in campo industriale, di compatibilità elettromagnetica e sicurezza elettrica industriale ed è in grado di comprendere e gestire le principali problematiche elettriche in ambito industriale. In Laboratorio lo studente verifica le principali leggi dei circuiti elettrici e dell’elettromagnetismo e analizza le principali apparecchiature elettriche di uso industriale, esercitandosi all’uso della strumentazione per la loro verifica funzionale e comportamentale. Al termine del corso lo studente è in grado di agire operativamente sulla componentistica e sulle apparecchiature elettriche in ambito industriale, gestendo correttamente la strumentazione di base.

Programma/Contenuti

IT: Programma

Richiami di elettromagnetismo

Richiami sugli operatori vettoriali. Polarizzazione elettrica e magnetizzazione. Equazioni fondamentali dell’elettromagnetismo.

Teoria dei Circuiti

Definizione di circuito elettrico. Leggi di Kirchhoff. Potenza.

Componenti Elettrici

Definizioni; resistore lineare; serie, parallelo, collegamento a stella e triangolo di resistori lineari; induttore lineare; condensatore lineare; generatori indipendenti di tensione e di corrente; n-poli e doppi bipoli; generatori pilotati; induttori lineari accoppiati magneticamente.

Cenni sulla teoria dei grafi.

Grafo di un circuito; albero; coalbero; insieme di taglio ed equazioni di taglio.

Regimi sinusoidali

Grandezze periodiche; grandezze sinusoidali; operazioni tra grandezze sinusoidali isofrequenziali; trasformata di Steinmetz e sue proprietà fondamentali; fasori; operazioni con i fasori; trasformazione delle leggi di Kirkhhoff in forma simbolica; legge costitutiva dei componenti elettrici in forma simbolica; metodo simbolico per regimi sinusoidali; impedenza; risonanza ed antirisonanza.

Metodi per l’analisi dei circuiti senza memoria

Metodo generale di Kirkhhoff; metodo delle correnti di maglia; metodo dei potenziali di nodo; teoremi di Thevenin e di Norton con generatori indipendenti e pilotati.

Potenze in regime sinusoidale

Potenza istantanea; potenza attiva; potenza complessa; potenza reattiva; potenza apparente; additività delle potenze; potenza in componenti ad n-morsetti; rifasamento.

Circuiti con memoria

Transitorio RC, RL e RLC

Metodi per l’analisi dei circuiti con memoria in regime transitorio

Metodo delle equazioni di stato; postulato di continuità dell’energia; circuiti del primo (RC, RL) e del secondo ordine (RLC);

Sistemi trifase

Definizioni principali; potenza in sistemi trifase; utilizzatori a stella e a triangolo; trifase con neutro.

Magnetostatica

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

Macchine elettriche

Forza elettromortice trasformatorica e mozionale; principio di funzionamento del trasformatore monfase; trasformatore ideale; perdite per isteresi e per correnti parassite; equazioni interne ed esterne del trasformatore. Cenni sulle macchine elettriche rotanti.

Elementi di impianti elettrici

Cenni sui sistemi di generazione dell’energia elettrica; Schema di un sistema elettrico; linee elettriche; confronto tra linee di trasmissione in corrente continua e corrente alternata; sovratensioni e sovracorrenti; fusibile, relè magnetico, termico e differenziale; impianto di terra e coordinamento con in relè differenziale.

Elementi di compatibilità elettromagnetica

Qualità dell’energia elettrica, distorsioni armoniche e compatibilità elettromagnetica

Testi/Bibliografia

Il docente distribuisce le dispense del corso su AMS Campus. Tali dispense si possono ritenere esaustive per comprendere a pieno gli argomenti trattati. I testi consigliati sono: ‘Circuiti elettrici’ di Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku e ‘Elettrotecnica: Principi e Applicazioni’ di G. Rizzoni.

Metodi didattici

Le 60 ore ‘teoriche’ sono comprensive di lezioni frontali e di esercitazioni al calcolatore. Le prime forniscono la base teorica ed applicativa del corso. Le esercitazioni effettuate con il software LTSpice permettono allo studente di approfondire e comprendere maggiormente gli argomenti trattati nella parte teorica.

Le 30 ore di laboratorio vedranno lo studente impegnato nella realizzazione di semplici circuiti elettrici e magnetici, utilizzando i principali strumenti di misura e di elaborazione dei dati.

Modalità di verifica 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 2 ore con l'aiuto di un formulario redatto dallo studente, seguito da una prova orale.

La prova scritta consiste di norma di 2 esercizi nei quali viene richiesto di studiare circuiti elettrici o magnetici. Per essere ammessi a sostenere la prova orale è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18/30 punti. Nel caso in cui lo studente consegua allo scritto un punteggio inferiore a 14/30 non potrà iscriversi all’appello scritto successivo. Lo studente che si ritira durante la prova d’esame può invece iscriversi all’appello scritto successivo

La prova orale ha una durata di circa 30 minuti e consiste in una domanda relativa alla parte teorica affrontata durante il corso e una domanda relativa alle prove di laboratorio, per le quali è prevista la stesura di relazioni. Per superare l’orale occorre conseguire un punteggio minimo di 18/30esimi. Nel caso in cui l’orale sia insufficiente lo studente potrà sostenerlo nuovamente conservando il voto dello scritto per una sola volta. Se anche la seconda volta l’orale sarà insufficiente lo studente dovrà ripetere anche lo scritto.

Il voto finale è dato dalla media aritmetica del voto conseguito nella prova scritta ed in quella orale.

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 elettromagnetismo e alla capacità di risolvere circuiti elettrici e magnetici. Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso ed essere 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 Gabriele Neretti

Consulta il sito web di Francesco Sportolari