PRINCIPI E APPLICAZIONI DELL'INGEGNERIA ELETTRICA
cod. 1004638

Anno accademico 2014/15
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Elettrotecnica (ING-IND/31)
Field
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
63 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

1)Conoscenza e comprensione.

Il corso di Principi e applicazioni dell'ingegneria elettrica fornirà agli studenti la conoscenza approfondita:
- dei principali fenomeni elettrici in condizioni di stazionarietà e di quasi stazionarietà
- del comportamento dei circuiti elettrici in regime stazionario
- del comportamento dei circuiti elettrici in regime sinusoidale alternato
- dei sistemi trifase simmetrici nelle tensioni ed equilibrati nelle correnti
- del comportamento dei circuiti elettrici in regime transitorio
- delle tecniche di analisi dei circuiti elettrici nel dominio del tempo e della frequenza
- del comportamento energetico dei circuiti elettrici
- delle funzioni di trasferimento
- della teoria dei doppi bipoli

2)Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente che avrà superato l'esame sarà in grado di:
- affrontare l'analisi e la sintesi dei circuiti elettrici nel dominio del tempo e della frequenza.
- di calcolare le funzioni di trasferimento dei circuiti
- di applicare la teoria dei doppi bipoli per il calcolo delle funzioni di trasferimento.
- di calcolare la potenza elettrica assorbita dai circuiti elettrici

Prerequisiti

Si presume che lo studente abbia confidenza con gli insegnamenti impartiti nel corso del primo anno di studi
(Analisi, Geometria, Fisica)

Contenuti dell'insegnamento

a)Campo elettrodinamico stazionario.

b)Analisi dei circuiti elettrici in corrente continua.

c)Campo elettrico stazionario.

d)Elettromagnetismo quasi stazionario.

e) Analisi dei circuiti in regime sinusoidale alternato.

f) Analisi nel dominio della frequenza.

g) Analisi dei circuiti in regime transitorio.

Programma esteso

a)Campo elettrodinamico stazionario.
Tensione e corrente elettrica. Bipoli elettrici in corrente continua: bipolo R, generatori indipendenti di tensione e di corrente, comportamento energetico. Limiti di corrente e di tensione: grandezze nominali.

b)Analisi dei circuiti elettrici in corrente continua
Grafo di un circuito, equazioni indipendenti. Principi di kirchhoff. Metodo dei tagli, delle maglie e dei nodi, sovrapposizione degli effetti, teoremi di Thevenin e Norton. Scrittura automatica delle equazioni. Generatori dipendenti: estensione dei metodi di analisi dei circuiti in presenza di generatori dipendenti.

c)Campo elettrico stazionario
capacità. Isolamento. Rigidità dielettrica. Campo magnetico stazionario: circuiti elettro-magnetici e con magneti permanenti.

d)Elettromagnetismo quasi stazionario
Ipotesi e limiti di validità.
condensatori e capacità parassite. Bipolo C. Comportamento energetico.
Induttori e induttanze parassite. Bipolo L. Mutue induttanze, bipolo M. Comportamento energetico.
Circuiti a parametri concentrati.Doppi bipoli: matrici omogenee Z, Y, ibride e di trasmissione.

e) Analisi dei circuiti in regime sinusoidale alternato
Metodo simbolico (trasformata di Steinmetz). Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento dei carichi industriali. Sistemi trifase con e senza neutro, collegamenti a stella e a triangolo.

f) Analisi nel dominio della frequenza
Trasformata di Fourier e Trasformata di Laplace. Risposta in frequenza dei circuiti elettrici. Funzioni di trasferimento. Filtri. Risonanza e antirisonanza dei circuiti RLC. Diagrammi asintotici di Bode.

g) Analisi dei circuiti in regime transitorio
Soluzione delle reti elettriche in transitorio nel dominio del tempo e nel dominio della trasformata di Laplace. Variabili di stato

Bibliografia

Appunti del docente.
C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, ”Circuiti elettrici”, McGraw-Hill. I.D. Mayergoyz, W. Lawson, “Elementi di teoria dei circuiti”, UTET. R.C. Dorf, J.A. Svoboda, “Circuiti elettrici”, Apogeo, Milano.

Metodi didattici

Lezioni frontali.
E' previsto lo svolgimento di esercizi in aula svolti sia dal docente sia dagli studenti.
E' previsto l'uso di Matlab per la costruzione dei diagrammi di Bode.

Modalità verifica apprendimento

Esame scritto e orale.
Durante la prova lo studente dovrà dimostrare di conoscere e saper applicare le tecniche di analisi dei circuiti elettrici e analizzarne anche il comportamento energetico, di saper ricavare le funzioni di trasferimento e tracciarne i diagrammi di Bode di ampiezza e fase

Altre informazioni

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