06793 - ELETTROTECNICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede e sa applicare le conoscenze sulle proprietà fondamentali dei circuiti elettrici, sulle principali metodologie di analisi circuitale, sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento del trasformatore.

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 Thevenin e Norton, analisi nodale. 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, operazioni tra grandezze sinusoidali isofrequenziali. Metodo simbolico. 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 ohmico-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. Circuito monofase equivalente. Rifasamento trifase: connessione a stella e a triangoli dei condensatori di rifasamento. Connessione di carichi monofase

Circuiti magnetici

Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. Circuiti magnetici a parametri concentrati; legge di Hopkinson. Ciclo di isteresi. Definizione di materilai ferromagnetici duri e dolci. Applicazione: interruttore differenziale.

Il trasformatore

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

Elementi di impianti elettrici

Schema del sistema elettrico. Confronto tra linee di trasmissione in corrente alternata monofase e trifase. Protezione dai contatti: interruttore 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 Renzo Perfetti, Zanichelli
  

Metodi didattici

Il corso è comprensivo di lezioni frontali e di esercitazioni. Eventuali dispense e materiale di compendio saranno forniti dal docente e resi disponibili online.

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 2 ore.

La prova scritta consiste di una serie di quesiti a risposta multipla e 2 esercizi nei quali viene richiesto di studiare circuiti elettrici o magnetici.

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

Come utile strumento per l'apprendimento e la verifica degli esercizi si propone l'uso del tool SpicePyBot su Telegram.

La documentazione del tool è accessibile al seguente link:

https://github.com/giaccone/SpicePyBot

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vincenzo Cirimele