28633 - ELETTROTECNICA T-A (A-K)

Conoscenze e abilità da conseguire

Approfondimento dei concetti e metodologie inerenti l'elettromagnetismo stazionario e lentamente variabile. Fornire i principali strumenti per l'analisi dei circuiti elettrici e magnetici. Illustrazione delle caratteristiche costruttive e di funzionamento delle principali macchine elettriche e dei componenti di un sistema elettrico di potenza.

Contenuti

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

Sono richieste le conoscenze di base dell'elettromagnetismo. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando gli esami di Fisica T-B. Lo studente dovrebbe inoltre aver maturato una buona conoscenza delle basi di calcolo differenziale e integrale, fornite nei corsi di Analisi Matematica.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

 

Programma

 Campi Elettromagnetici

Richiami sui principali operatori vettoriali. Definizioni fondamentali. Equazioni di Maxwell in forma ed integrale. Dalla teoria dei campi alla teoria dei circuiti.

Circuiti Elettrici

Reti e circuiti a parametri concentrati. Leggi di Kirkhhoff. 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 Kirkohhoff. Metodo dei potenziali di nodo. Metodo delle maglie. Pincipio di sovrapposizione degli effetti. Teorema di Tellegen. Teoremi di Thevenin e di Norton. Regimi transitori. Circuiti RC, LC, RLC. Stato iniziale dei componenti con memoria. Regimi sinusoidali. Legge di Ohm simbolica e concetto di impedenza. Leggi di Kirkhhoff simboliche. Studio di circuiti in regime sinusoidale mediante il metodo simbolico. Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento. Sistemi trifase. Utilizzatori a stella ed a triangolo. Utilizzatori equilibrati e squilibrati. Potenza assorbita da un utilizzatore trifase. Trifase con neutro.

Magnetostatica

Proprietà magnetiche della materia, materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici, circuiti magnetici, coefficienti di auto e mutua induzione

Principi di conversione elettromeccanica dell'energia

Bilanci energetici in sistemi elettromeccanici, calcolo di forze e coppie in sistemi elettromeccanici.

Macchine elettriche

Generalità. Circuiti magnetici. Legge di Hopkinson. Fenomeni di perdita nelle macchine elettriche. Campo magnetico rotante.

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

Macchine asincrone. Principio di funzionamento. Equazione interne ed esterne. Teorema di equivalenza. Caratteristica meccanica ed elettromeccanica.

Macchine sincrone. Principio di funzionamento. Equazione interne ed esterne.

Impianti elettrici. Generalità sugli impianti elettrici e loro costituzione. Cenni sulle centrali elettriche e sulle fonti energetiche, linee elettriche, dispositivi di manovra e protezione, cenni sulla sicurezza elettrica, impianto di terra

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico necessario per seguire il corso è reperibile presso AMS Campus - AlmaDL - Università di Bologna. Username e password sono riservati a studenti iscritti all'Università di Bologna.
Per ulteriori approfondimenti, si consigliano i seguenti testi:

G. Rizzoni, 'Principles and applications of Electrical Engineering', Mc Graw Hill

C. Alexander, M. Sadiku, 'Electrical circuits', Mc Graw Hill

P. Ghigi, M. Martelli, F. Mastri 'Esercizi di Elettrotecnica', Ed. Pitagora

Metodi didattici

Il corso si svolge al primo ciclo del secondo anno del corso di Laurea in Ingegneria Gestionale, e si articola su 6 crediti, corrispondenti a 60 ore di lezione frontale, durante le quali il docente illustrerà in aula gli argomenti previsti dal programma. Circa 40 ore saranno dedicate allo sviluppo teorico dei concetti e delle metodologie fondamentali dell'elettrotecnica. Le rimanenti 20 ore saranno dedicate alle esercitazioni, durante le quali lo studente, utilizzando le nozioni teoriche sviluppate, acquisirà le capacità pratiche necessarie per analizzare circuiti elettrici in regime stazionario, sinusoidale e transitorio, sistemi trifase e configurazioni magnetiche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L’esame è mirato a valutare l’acquisizione da parte dello studente dei concetti fondamentali nel campo dell’elettrotecnica.

Durante l’esame lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli elementi fondanti della materia che consentono di applicare la teoria dell’elettromagnetismo allo studio delle più diffuse applicazioni dell’ingegneria elettrica (circuiti elettrici, sistemi elettrici di potenza, macchine elettriche).

Lo studente dovrà inoltre dimostrare di essere in grado di risolvere in modo autonomo semplici problemi esemplificativi, applicando i metodi sviluppati durante il corso.

Lo studente può superare l’esame utilizzando una delle seguenti modalità:

Prove parziali: lo studente sosterrà due prove parziali, la prima a metà corso, e la seconda al suo termine. Durante ciascuna prova saranno somministrati agli studenti una domanda, vertente su uno degli argomenti trattati a lezione, e due esercizi.

Lo studente avrà 20 minuti per rispondere alla domanda, producendo un breve elaborato scritto, nel quale sarà chiamato a dimostrare il raggiungimento di una visione organica del tema proposto, la padronanza del linguaggio tecnico specifico e le proprie capacità di sintesi e di analisi. Nel corso di questa fase, non è consentito l'utilizzo di calcolatrici, né la consultazione di testi o appunti di alcun tipo.

Lo studente avrà quindi 120 minuti per risolvere i due esercizi proposti. Durante la prima prova parziale, gli esercizi saranno incentrati sullo studio di circuiti elettrici in regime stazionario e transitorio. Gli esercizi della seconda prova parziale verteranno invece sullo studio di circuiti in regime sinusoidale, sistemi trifase e circuiti magnetici. Lo studente dovrà dare prova di saper applicare correttamente le metodologie di analisi sviluppate durante il corso e di aver acquisito una sensibilità critica ai risultati ottenuti. Durante lo svolgimento degli esercizi, è consentito l'utilizzo di calcolatrici, nonché la consultazione di testi e appunti.

Al termine delle due prove parziali sarà formulato un punteggio medio per lo svolgimento degli esercizi ed uno per le risposte alle domande. Il voto finale sarà valutato come media pesata di tali punteggi. L’esame si considera superato se i punteggi relativi agli esercizi ed alle domande di teoria sono entrambi superiori alla sufficienza. In tal caso, lo studente avrà la possibilità di verbalizzare il voto finale. Nel caso in cui uno o entrambi i punteggi relativi agli esercizi ed alle domande di teoria non abbiano raggiunto sufficienza, ma il voto finale sia maggiore o uguale a 14/30, lo studente potrà sostenere una prova orale integrativa entro la sessione invernale.   

Esame completo: lo studente potrà iscriversi ad uno degli appelli d’esame pubblicati sul sistema almaesami nel corso dell'anno. L'esame completo è costituito da una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta è costituita da due esercizi, volti ad accertare che lo studente sia in grado di applicare correttamente le metodologie di analisi sviluppate durante il corso e abbia acquisito una sensibilità critica ai risultati ottenuti. Lo studente avrà 120 minuti per risolvere gli esercizi proposti, che saranno incentrati sullo studio di circuiti elettrici in regime transitorio e sinusoidale, di sistemi trifase e di circuiti magnetici. Durante lo svolgimento degli esercizi, è consentito l'utilizzo di calcolatrici, nonché la consultazione di testi e appunti. Durante la prova scritta, è consentito l'utilizzo di calcolatrici, nonché la consultazione di testi e appunti.

Per accedere alla prova orale è necessario avere conseguito allo scritto un punteggio maggiore o uguale a 14/30. Il punteggio conseguito a seguito di una prova scritta rimane valido per tutta la sessione e decade al termine di questa. Nel corso di una prova scritta, l'eventuale punteggio conseguito nel corso di una prova precedente si considera decaduto all'atto della consegna dell'elaborato.   

La prova orale dovrà essere sostenuta nella stessa sessione in cui è stata superata la prova scritta. Durante la prova orale lo studente sarà invitato discutere di alcuni degli argomenti svolti durante il corso. La discussione sarà tesa a verificare che lo studente abbia raggiunto una visione organica dei tema proposti, abbia conseguito una buona padronanza del linguaggio tecnico specifico e abbia maturato capacità di sintesi e di analisi.

Il grado di soddisfacimento dei summenzionati requisiti contribuirà alla formulazione del voto, congiuntamente al punteggio conseguito alla prova scritta.

Strumenti a supporto della didattica

Dispense, informazioni ed altro materiale didattico viene distribuito all'indirizzo web: http://campus.unibo.it/

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.die.ing.unibo.it/pers/cristofo/andrea.htm

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Cristofolini