Obiettivi formativi
Fornire agli studenti le principali tecniche di analisi dei 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
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.
Analisi dei circuiti elettrici in corrente continua: grafo di un circuito, equazioni indipendenti, 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.
Campo elettrico stazionario: capacità. Isolamento. Rigidità dielettrica.
Campo magnetico stazionario: circuiti elettro-magnetici e con magneti permanenti.
Elettromagnetismo quasi stazionario: ipotesi e limiti di validità.
Campo elettrico quasi stazionario: condensatori e capacità parassite. Bipolo C. Comportamento energetico.
Campo magnetico quasi stazionario: induttori e induttanze parassite. Bipolo L. Mutue induttanze, bipolo M. Comportamento energetico.
Circuiti a parametri concentrati. Analisi in regime transitorio nel dominio del tempo.
Circuiti in condizioni di regime sinusoidale: 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.
Risposta in frequenza dei circuiti elettrici. Funzioni di trasferimento. Filtri. Risonanza e antirisonanza dei circuiti RLC. Diagrammi asintotici di Bode.
Doppi bipoli: matrici omogenee Z, Y, ibride e di trasmissione.
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 ed esercitazioni numeriche
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto e orale
Altre informazioni
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