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

Definizione delle grandezze e delle leggi fondamentali

Definizione di teoria dei circuiti e di circuito elettrico, definizione di tensione, corrente, potenza ed energia. Leggi di Kirchhoff. Elementi circuitali di base: resistore e generatori ideali. Legge di Ohm.

Circuiti in corrente continua

Analisi di circuiti resistivi con un generatore. Connessione serie e parallelo, partitore di tensione e partitore di corrente. Soluzione dei circuiti tramite semplificazione. Proprietà dei circuiti e metodi di analisi: sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman, teoremi di Thévenin e Norton, metodo del potenziale ai nodi, metodo delle correnti di anello. Principio di massimo trasferimento di potenza.

Circuiti in regime transitorio

Introduzione ai circuiti in regime transitorio, definizione degli elementi circuitali di base: condensatore, induttore. Circuiti del primo ordine. Studio dei transitori del primo ordine RL ed RC tramite equazioni di stato

Circuiti in regime sinusoidale

Definizione di regime sinusoidale, grandezze periodiche, grandezze sinusoidali. Metodo simbolico: definizione di fasore e impedenza. Operazioni con i fasori: richiami sull’algebra dei numeri complessi; proprietà dei fasori. Leggi di Kirchhoff in forma simbolica, leggi costitutive dei componenti elettrici in forma simbolica: impedenza e legge di Ohm generalizzata. Generalizzazione di principi e teoremi nel dominio dei fasori, diagramma fasoriale.

Potenza nei circuiti in regime sinusoidale: potenza istantanea, potenza attiva e potenza reattiva, potenza complessa e apparente. Massimo trasferimento di potenza in regime sinusoidale. Teorema di Boucherot. Rifasamento di carichi induttivi monofase.

Circuiti trifase

Origini dei sistemi trifase. Definizioni: sistema simmetrico, Sistema equilibrato, tensioni di fase, tensioni concatenate, sistema a tre fili, sistema a quattro fili. Connessione stella e connessione triangolo; carichi trifase in serie e parallelo. Monofase equivalente. Rifasamento trifase: connessione a stella e a triangoli dei condensatori di rifasamento. Connessione di carichi monofase

Richiami di magnetostatica e circuiti magnetici

Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. Circuiti magnetici a parametri concentrati; legge di Hopkinson. Coefficienti di auto e mutua induzione. Forza di Lorentz. Definizione di materiali ferromagnetici duri e dolci. Ciclo di isteresi. Applicazione: interruttore differenziale.

Il trasformatore

Principio di funzionamento del trasformatore monofase; trasformatore ideale; perdite per isteresi e per correnti parassite; circuito equivalente del trasformatore. Estensione al trasformatore trifase.

Elementi di impianti elettrici

Cenni sui sistemi di generazione dell’energia elettrica. Schema di un sistema elettrico. Confronto tra linee di trasmissione in corrente continua e corrente alternata monofase e trifase. Protezione dal guasto elettrico: sovratensioni e sovracorrenti; fusibile, relè magnetico, termico e differenziale; impianto di terra e coordinamento con in relè differenziale.

Testi/Bibliografia

I testi consigliati sono:

• “Elettrotecnica: elementi di teoria ed esercizi” di M. Repetto e S. Leva, Città studi edizioni.
  
  
• “Circuiti elettrici” di Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, McGraw-Hill Education.

• "Circuiti elettrici" di R. Perfetti, Zanichelli.

Metodi didattici

Il corso è comprensivo di lezioni frontali e di esercitazioni. Eventuali dispense e materiale di compendio sarà fornito dal docente e caricato sul portale.

Modalità di verifica e valutazione 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 circa 1.5 ore.

La prova scritta consiste in una prima parte composta da una serie di domande a risposta multipla ed esercizi numerici (per un punteggio massimo di 20/30) e una seconda parte composta da 2 domande a risposta aperta (per un punteggio massimo di 10/30). Le domande e gli esercizi vertono su tutti gli argomenti del programma.

Il superamento dell’esame è vincolato al raggiungimento del punteggio minimo di 12/30 nella prima parte

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 teoria dei circuiti e alla capacità di risolvere circuiti elettrici e magnetici. Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che saranno 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.

Strumenti a supporto della didattica

Eventuali dispense e materiale di compendio sarà fornito dal docente e caricato su virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mattia Simonazzi