Obiettivi formativi
APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE
1) Conoscenza e comprensione
Il modulo di Applicazioni Industriali Elettriche fornirà agli studenti agli studenti dei corsi non-elettrici una conoscenza di base:
- del comportamento dei sistemi elettrici in condizioni stazionarie, quasi stazionarie e in transitorio;
- dei sistemi elettromeccanici;
- delle tecniche di analisi dei circuiti elettrici lineari;
- dei concetti di potenza attiva e reattiva in regime periodico;
- del comportamento energetico dei sistemi elettrici;
- del comportamento dei circuiti magnetici in condizione di linearità.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente che avrà frequentato e superato l’esame finale sarà in grado di:
- affrontare l’analisi e la sintesi delle reti e dei sistemi elettrici elementari; interpretare gli schemi di base degli impianti elettrici;
- dimensionare il rifasamento degli impianti elettrici;
- riconoscere e utilizzare i principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.
ELEMENTI DI ELETTRONICA
1) Conoscenza e comprensione
Scopo del modulo di Elementi di elettronica è fornire agli studenti una
conoscenza di base di:
- tecniche di analisi dei sistemi lineari del primo e del secondo ordine nel
dominio della frequenza
- funzioni di trasferimento e funzioni di risposta armonica
- comportamento e caratteristiche dei sistemi in retroazione
- tecniche di valutazione della stabilità dei sistemi lineari
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Le competenze che lo studente potrà acquisire con questo insegnamento
sono:
- analizzare il comportamento dei sistemi lineari, con particolare
riferimento ai sistemi del primo e del secondo ordine, mediante analisi
nel dominio della frequenza
- analizzare comportamento e stabilità dei sistemi in retroazione.
Prerequisiti
Lo studente deve mostrare familiarità con gli insegnamenti di base impartiti nei primi anni del corso di laurea
(Analisi matematica 1, Analisi matematica 2, Fisica generale 1, Fisica generale 2).
Contenuti dell'insegnamento
APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE
Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali per analizzare il comportamento dei circuiti elettrici impiegati per le applicazioni industriali. Perciò, durante lo svolgimento del corso sono proposte lezioni sui seguenti argomenti:
a) Sistemi elettrici in regime stazionario
b) Sistemi elettrici in regime quasi stazionario (sinusoidale)
c) Sistemi elettrici in regime dinamico.
d) Circuiti magnetici.
ELEMENTI DI ELETTRONICA
Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali per analizzare il comportamento di circuiti elettronici di base per l’elaborazione di segnali. Perciò, durante lo svolgimento del corso sono proposte lezioni sui seguenti argomenti:
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza
3) Sistemi in retroazione
Programma esteso
APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE
a) Sistemi elettrici in regime stazionario
Caratteristiche dei bipoli fondamentali: generatori ideali di tensione e generatori ideali di corrente, resistori, comportamento energetico. Convenzioni sui bipoli: convenzione dell’utilizzatore, convenzione del generatore. Uso dei principi di Kirchhoff per l’analisi delle reti. Resistenze equivalenti, stelle e triangoli, partitori di tensione e partitori di corrente. Sovrapposizione degli effetti, teoremi del generatore equivalente: teorema di Thevenin e teorema di Norton. Metodi abbreviati per l’analisi delle reti: Correnti di maglia, Potenziali di nodo. Scrittura delle equazioni per ispezione.
Cenni sui doppi bipoli: matrice R e matrice G. Adattamento Carico sorgente
b) Sistemi elettrici in regime quasi stazionario (sinusoidale)
Fasori e metodo simbolico. Bipoli e circuiti semplici. Potenze in regime sinusoidale, potenza complessa e sua conservazione. Cenni sui componenti reali: generatori, resistori, condensatori e induttori. Risoluzione di reti in regime sinusoidale. Il fenomeno della risonanza: risonanza serie e risonanza parallelo. Rifasamento di utilizzatori monofase.
I principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.
Sistemi trifase simmetrici ed equilibrati. Potenza nei sistemi trifase in regime sinusoidale. Rifasamento di utilizzatori trifase. Misura della potenza nei sistemi trifase, inserzione Aron.
c) Sistemi elettrici in regime dinamico.
Generalità, reti del primo ordine e reti del secondo ordine. Linearità e condizioni iniziali. Evoluzione libera e risposta forzata.
d) Circuiti magnetici
Definizione di circuito magnetico.
Comportamento dei materiali ferromagnetici (richiami)
L’analisi e la sintesi dei circuiti magnetici elementari. Trasformatori monofase trasformatori trifase.
ELEMENTI DI ELETTRONICA
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici
Esempi di Modelli matematici di sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici. Linearità e linearizzazione. Risposta dinamica dei sistemi del 1° e del 2° ordine. Sistemi del 2° ordine sottosmorzati: parametri della risposta al gradino.
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza
Sviluppo in serie e Trasformata di Fourier. Trasformata di Laplace: esempi e proprietà. Funzioni di trasferimento. Risposta al gradino dei sistemi del 1° e del 2° ordine. Sistemi in serie. Sistemi in retroazione. Stabilità e poli della funzione di trasferimento. Regime periodico: fasori e funzione di risposta armonica. Diagrammi di Bode: costruzione dei diagrammi asintotici. Criterio di stabilità di Bode.
Bibliografia
Lo studente può far riferimento ai seguenti testi per la preparazione dell’esame:
Per APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE
- G. Rizzoni “Elettrotecnica principi e applicazioni” McGraw-Hill
- G. Fabricatore, “Elettrotecnica ed applicazioni”, Ed. Liguori.
Per ELEMENTI DI ELETTRONICA
- Hambley, “Electrical Engineering: Principles and Applications”, 6th ed., Prentice Hall, ISBN-10: 027379325X
Oltre a questi libri, per lo studio, gli studenti potranno utilizzare le note di quanto esposto durante le lezioni e le esercitazioni, che saranno resi disponibili sulla piattaforma Elly.
Metodi didattici
Il modulo di Applicazioni Industriali Elettriche prevede 6 crediti formativi, che corrispondono a 48 ore di lezione. Il modulo di Elementi di Elettronica prevede 3 crediti formativi, che corrispondono a 24 ore di lezione.
Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali alternate a esercitazioni in aula. Durante le lezioni frontali saranno affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi. Le note proiettate e gli eventuali appunti utilizzati a supporto delle lezioni saranno caricati sulla piattaforma Elly. Per l’accesso a questo materiale è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente. Su tale piattaforma vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione, che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
L'esame del corso consiste in una prova scritta unica per i due moduli integrati di "Applicazioni industriali elettriche" ed "Elementi di elettronica". La prova ha come oggetto gli argomenti trattati nel programma ed è composta sia da esercizi sulla soluzione dei circuiti, che da domande sugli argomenti teorici trattati all'interno del corso.
Il voto finale viene calcolato con una valutazione da 0 a 30 delle varie parti ed effettuando la media pesata delle singole valutazioni, con arrotondamento finale per eccesso; la prova si considera superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18. La lode viene assegnata nel caso in cui il candidato, oltre alla correttezza degli esercizi svolti, dimostri una buona padronanza del lessico disciplinare e una buona predisposizione a strutturare l’elaborato in maniera adeguata a renderne agevole e fluida la lettura.
Nel caso in cui non fosse possibile svolgere esami in presenza, gli stessi saranno svolti su piattaforma Teams, mantenendo il format della prova scritta con esercizi e domande, ma introducendo una soglia con forma di quiz a risposte multiple, il superamento della quale è necessario per accedere allo svolgimento della prova scritta.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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