29904 - ELEMENTI DI INGEGNERIA ELETTRICA T

Conoscenze e abilità da conseguire

Acquisire le metodologie necessarie per lo studio dei circuiti elettrici in regime continuo. Acquisire le conoscenze di base necessarie per la analisi dei circuiti elettrici in regime sinusoidale monofase e trifase e dei circuiti magnetici. Fornire le conoscenze di base relative alle macchine elettriche ed agli impianti elettrici in generale, con particolare riferimento alle applicazioni nell'industria chimica.

Contenuti

Campi Elettromagnetici

Richiami sui principali operatori vettoriali. Equazioni di Maxwell in forma locale ed integrale.  Elettrostatica. Equazioni di Laplace e di Poisson. Il problema generale dell'elettrostatica, teorema delle superfici corrispondenti, condensatori.

Circuiti Elettrici

Circuiti elettrici a parametri concentrati. Leggi di Kirchhoff. Principali elementi circuitali: resistenze, induttori, condensatori, generatori indipendenti di tensione e di corrente. Regimi stazionari. Serie e parallelo di resistenze. Trasformazioni triangolo - stella. Metodi di studio dei circuiti elettrici. Metodo delle equazioni di Kirchhoff. Metodo dei potenziali di nodo. Metodo delle correnti di maglia. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teorema di Tellegen. Teoremi di Thevenin e di Norton. Transitori nei circuiti RC, RL e RLC. Stato iniziale dei componenti con memoria. Regimi sinusoidali. Legge di Ohm simbolica e concetto di impedenza. Leggi di Kirchhoff simboliche. Studio di circuiti in regime sinusoidale mediante il metodo simbolico. Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento. Sistemi trifase. Utilizzatori a stella e a triangolo. Utilizzatori equilibrati e non equilibrati. Potenza nei sistemi trifase. Sistemi a quattro fili: funzioni del filo neutro.

Magnetostatica

Proprietà magnetiche della materia, materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici, circuiti magnetici, legge di Hopkinson, coefficienti di auto e mutua induzione, circuito equivalente di un induttore reale. Principi di conversione elettromeccanica dell'energia.

Macchine elettriche

Generalità. Caratteristiche costruttive, Fenomeni di perdita nelle macchine elettriche.

Il trasformatore. Principio di funzionamento. Equazioni interne ed esterne. Circuiti equivalenti. Funzionamento a vuoto ed in corto circuito. Misura del rendimento.

Campo magnetico rotante. Campo magnetico generato da una sola fase della macchina. Campo magnetico generato da un sistema trifase di correnti equilibrate.

Macchine asincrone. Principio di funzionamento. Teorema di equivalenza. Caratteristica meccanica ed elettromeccanica. Sistemi di avviamento. Macchine asincrone monofase.

Macchine sincrone. Principio di funzionamento. Funzionamento da generatore e da motore. Regolazione di frequenza e tensione.

Impianti elettrici. Generalità sugli impianti elettrici e principali componenti. Cenni sulle centrali elettriche e sulle fonti energetiche, sistemi di accumulo dell'energia elettrica, linee elettriche, dispositivi di manovra e protezione. Effetti della folgorazione sul corpo umano. Sicurezza elettrica, contatto diretto e indiretto, tipi di isolamento, impianto di terra, relè differenziale. Problematiche di elettricità statica.

Testi/Bibliografia

G. Rizzoni, ‘'Elettrotecnica: principi e applicazioni'', McGraw-Hill.

C. Alexander, M. Sadiku, ‘'Circuiti elettrici'', McGraw-Hill.

Metodi didattici

Lezioni frontali, durante le quali il docente illustrerà gli argomenti in programma. Esempi, applicazioni ed esercizi svolti a lezione. Le esercitazioni svolte in laboratorio saranno sia di tipo sperimentale (realizzazione di semplici circuiti, misura della frequenza di risonanza di un circuito, misura del rendimento convenzionale di un trasformatore ), sia al calcolatore (simulazione di circuiti in corrente continua, in transitorio, in regime sinusoidale).

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consta di una prova scritta e una prova orale. Per accedere alla prova orale lo studente dovrà conseguire un punteggio non inferiore ai 15/30. Per partecipare all'esame è necessario avere preso parte alle esercitazioni di laboratorio.

Strumenti a supporto della didattica

Dispense ed altro materiale didattico viene distribuito all'indirizzo web (accesso per gli studenti iscritti all'Università di Bologna):

http://campus.cib.unibo.it/cgi/lista?sort=&groupby=&sort_type=&annoAccademico=2010&cognome=breschi&nome=&email=&codiceDocente=&filtro=&nav=d&Cerca=Cerca

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.die.ing.unibo.it/pers/breschi/marco.htm

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Breschi

Consulta il sito web di Pier Luigi Ribani