97455 - LABORATORIO DI ELETTROTECNICA E MISURE P-IM

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Energia pulita e accessibile Città e comunità sostenibili Consumo e produzione responsabili

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Attraverso esperienze laboratoriali lo studente apprende le nozioni di base legate all'ambito di elettrotecnica industriale, quali i sistemi monofase e trifase, i sistemi di protezione di bassa tensione, i fondamenti di sicurezza elettrica. completeranno l'apprendimento delle suddette tematiche. Acquisirà inoltre familiarità nella gestione dei circuiti per il condizionamento del segnale e l'acquisizione A/D nella catena di misura; l’architettura, i parametri metrologici e le principali modalità operative del multimetro digitale; gli elementi di base della sensoristica e delle relative applicazioni industriali. È anche in grado di programmare, in ambienti software commerciali, il controllo remoto sia di singoli strumenti, sia di banchi automatici di misura. Lo studente acquisisce inoltre competenze sull'utilizzo di strumentazione di misura (multimetro, oscilloscopio, sistemi automatizzati) e software di simulazione circuitale.

Contenuti

Regime sinusoidale

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.

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);

Multimetro digitale (DMM)

Architettura, portate, tempo di integrazione e risoluzione strumentale. Cifre strumentali. Misura DC di tensione. Misura DC di corrente e resistenza. Misure in AC. Interpretazione dei principali parametri e specifiche riportati nel datasheet di un DMM. Valutazione dell'incertezza nelle misure con DMM.

Wattmetro digitale

Architettura e funzionamento. Misura di tensione. Interpretazione dei principali parametri e specifiche riportati nel datasheet di un wattmetro. Misura di potenza attiva, reattiva e del fattore di potenza.

Sensori e trasduttori per applicazioni industriali e automotive

Sensori per misure di dimensioni e deformazione, per misure di grandezze meccaniche (coppia, forza, potenza, velocità), per misure di temperatura e di portata.

Principali componenti e strumentazione

Resistori, Induttori, Condensatori, schede millefori, alimentatore, multimetro, generatore di funzione, oscilloscopio.

Testi/Bibliografia

Dispense e presentazioni a cura dei Docenti. Datasheet di componenti e strumenti commerciali. Manuali d'uso della strumentazione. Testi consigliati:

- “Circuiti elettrici” di Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku

- “Elettrotecnica: Principi e Applicazioni” di G. Rizzoni

- “Elettrotecnica: elementi di teoria ed esercizi” di M. Repetto e S. Leva

- “Elettrotecnica 1 e 1” di G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Machio, A. Stella

Metodi didattici

Il Corso è articolato in 3 moduli didattici fortemente integrati. Il primo prevede una parte di lezioni frontali per introdurre le nozioni di base relative allo studio dei circuiti in regime sinusoidale e transitorio ed una per presentare i principali componenti e strumentazione. Il secondo modulo è di laboratorio e consiste nella realizzazione di banchi automatici di misura controllati da ambiente LabVIEW, basati sia sull’impiego di strumenti tradizionali (multimetro, oscilloscopio, etc.), sia su schede per l’acquisizione di segnali da sensori e trasduttori. Il terzo ed ultimo modulo, anch’esso di laboratorio, prevede la realizzazione di circuiti elettrici di base e il loro studio in regime stazionario, sinusoidale e transitorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica e valutazione dell’apprendimento consta di una prova scritta per verificare le conoscenze acquisite in merito allo studio dei circuiti elettrici (Modulo 1). Una verifica mediante colloquio delle conoscenze acquisite e del raggiungimento degli obiettivi, eventualmente integrato dall'interazione con la strumentazione disponibile in laboratorio (Modulo 2). Ed infine una prova in laboratorio con i componenti e la strumentazione introdotta nel corso (Modulo 3).

Strumenti a supporto della didattica

Dispense del corso

Software MultiSim

Proiettore digitale

Postazioni di misura disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi" - DEI.

Laboratorio con componentistica e strumentazione presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi" - DEI.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gabriele Grandi

Consulta il sito web di Gaetano Pasini

Consulta il sito web di Massimiliano Paparella