06793 - ELETTROTECNICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base della teoria dei circuiti elettrici e dei principali metodi di analisi circuitale. In particolare è in grado di: -analizzare circuiti lineari in regime stazionario, transitorio e periodico, -valutare le potenze scambiate tra i componenti di un circuito elettrico.

Contenuti

Modulo 1

Concetti fondamentali
Circuiti a parametri concentrati. Componenti circuitali. Tensione e corrente.
Potenza ed energia. Convenzione dell'utilizzatore e del generatore. Componenti attivi e passivi.
Leggi di Kirchhoff. Elementi di teoria dei grafi: albero e coalbero, maglie e tagli fondamentali, equazioni di Kirchhoff indipendenti.
Circuiti resistivi in regime stazionario
Resistori. Generatori indipendenti di tensione e di corrente.
Componenti in serie e in parallelo. Partitori di tensione e di corrente. Trasformazione dei generatori. Formula di Millman.
Doppi bipoli resistivi: parametri R e G, parametri ibridi, parametri di trasmissione, relazione tra i parametri, trasformazione stella-triangolo, generatori dipendenti, trasformatore ideale.
Metodi generali di analisi: analisi di tableau, metodi delle tensioni di nodo e delle correnti di maglia.
Teoremi dei circuiti: teorema di Tellegen, teorema di sostituzione, principio di sovrapposizione, teoremi di Thévenin e di Norton, proprietà di non amplificazione, teorema di reciprocità.
Circuiti in regime sinusoidale
Condensatori. Induttori. Induttori accoppiati.
Funzioni sinusoidali. Trasformata di Steinmetz (metodo simbolico). Impedenza e ammettenza. Analisi di circuiti con il metodo simbolico.
Potenze in regime sinusoidale: potenza attiva reattiva e apparente. Potenza complessa. Valori efficaci. Rifasamento. Massimo trasferimento di potenza attiva.
Risposta in frequenza. Funzioni di trasferimento. Risonanza.
Cenni sul regime periodico non sinusoidale e sulla serie di Fourier.
Transitori
Circuiti RC e RL del primo ordine. Condizioni iniziali. Componente transitoria e di regime della risposta. Risposta con ingresso zero e risposta nello stato zero. Circuiti dinamici RLC del secondo ordine. Analisi di transitori con il metodo delle equazioni di stato.

Modulo 2

Sistemi trifase
Generatori e carichi a stella e a triangolo, sistemi simmetrici e bilanciati, sistemi asimmetrici e sbilanciati, potenza nei sistemi trifase, rifasamento di un carico trifase.
Circuiti magnetici
Richiami sul campo magnetico stazionario, materiali ferromagnetici, isteresi magnetica, riluttanza e permeanza, legge di Hopkinson, analisi di circuiti magnetici, coefficienti di auto e mutua induzione.
Trasformatore
Principio di funzionamento, fenomeni dissipativi, equazioni interne, circuito equivalente, prova a vuoto e in corto circuito, rendimento, parallelo di trasformatori, trasformatori trifase, trasformatori speciali.

Testi/Bibliografia

Le diapositive utilizzate per le lezioni sono disponibili all'indirizzo:
http://www.die.ing.unibo.it/pers/mastri/didattica.htm

Esercizi:

• P. Ghigi, M. Martelli, F. Mastri. Esercizi di Elettrotecnica. Società Editrice Esculapio.

Bibliografia:

• R. Perfetti. Circuiti elettrici. Zanichelli.
• C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku. Circuiti elettrici. McGraw-Hill.
• G. Rizzoni. Elettrotecnica: Principi ed applicazioni. McGraw-Hill.
• G. Fabricatore, Elettrotecnica ed applicazioni, Ed. Liguori.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta comprendente esercizi sull'analisi di circuiti elettrici e un questionario riguardante gli aspetti teorici del corso. In particolare nello svolgimento degli esercizi gli studenti dovranno dimostrare di aver compreso e di sapere applicare i metodi di analisi circuitale e di conoscere le proprietà fondamentali dei circuiti, pertanto dovranno fornire una traccia del procedimento di risoluzione che ne metta in evidenza i passaggi principali. La valutazione si baserà sia sulla correttezza del procedimento che sulla chiarezza dell'esposizione.
Durante l'esame non è consentita la consultazione di libri o appunti, mentre è consigliato l'uso di una calcolatrice.
Ulteriori informazioni sulla prova d'esame verranno fornite durante il corso e, in particolare, esempi di risoluzione di esercizi d'esame saranno presentati durante le esercitazioni. I temi d'esame proposti negli anni precedenti e le relative soluzioni saranno resi disponibili all'indirizzo http://www.die.ing.unibo.it/pers/mastri/didattica.htm

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.die.ing.unibo.it/pers/mastri/didattica.htm

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Franco Mastri