Obiettivi formativi
L'insegnamento di APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE ha l'obiettivo di fornire le conoscenze e i metodi di base per l'analisi e la sintesi di circuiti elettrici lineari in regime continuo, alternato e in transitorio. Buona parte dei contenuti risulterà propedeutica ai successivi corsi di Elettronica.
Prerequisiti
Si presume che lo studente abbia confidenza con gli insegnamenti impartiti nel corso del primo anno di studi (Analisi matematica, Geometria analitica, Fisica).
Contenuti dell'insegnamento
Analisi e sintesi dei circuiti elettrici lineari in corrente continua, in corrente alternata, e in transitorio.
Programma esteso
1) Campo elettrodinamico stazionario (6 ore).
Tensione e corrente elettrica. Bipoli elettrici in corrente continua: bipolo resistore, generatori indipendenti di tensione e di corrente, leggi di Ohm, comportamento energetico. Limiti di corrente e di tensione: grandezze nominali. Dimensionamento termico.
2) Analisi e sintesi dei circuiti elettrici in corrente continua (14 ore).
Collegamenti fra bipoli. Principi di Kirchhoff. Metodi delle maglie e dei nodi, trasformazioni stella/triangolo, sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman. Teoremi di Thevenin e Norton. Strumenti di misura. Generatori pilotati.
3) Campo elettrico stazionario (5 ore).
Campo elettrico, capacità elettrica, condensatore, legge costitutiva del condensatore. Isolamento e rigidità dielettrica. Capacità parassite. Comportamento energetico. Carica e scarica.
4) Elettromagnetismo quasi stazionario (6 ore).
Campo magnetico, materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici, cifra di perdita. Legge di Faraday-Lenz. Induttore, legge costitutiva, comportamento energetico. Circuiti magnetici. Carica e scarica dell'induttore. Induttanze parassite. Circuiti a parametri concentrati. Collegamenti fra componenti reattivi.
5) Transitori elettrici (4 ore).
Transitori elettrici del primo ordine RC e RL. Analisi nel dominio del tempo. Variabili di stato.
6) Analisi e sintesi dei circuiti in regime sinusoidale (11 ore).
Metodo simbolico (trasformata di Steinmetz). Potenza in regime sinusoidale, fattore di potenza, teorema di Boucherot. Rifasamento dei carichi industriali. Cenni sui sistemi trifase e sulla trasmissione dell'energia elettrica. Teorema del massimo trasferimento di potenza.
7) Mutua induzione e trasformatori (2 ore).
Mutua induzione, trasformatore ideale.
Bibliografia
* C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, G.Gruosso, G.Storti Gajani, "Circuiti elettrici, Sesta Edizione", McGraw-Hill libri Italia, 2022. ISBN9788838654909
* G. Rizzoni, "Elettrotecnica. Principi e applicazioni", McGraw-Hill Education, 2018, ISBN9788838601293
Metodi didattici
Lezioni frontali.
E' previsto lo svolgimento di esercizi in aula svolti dal docente.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto con esercizi teorico-pratici. Durante la prova lo studente dovrà dimostrare di conoscere e saper applicare le tecniche di analisi e di sintesi dei circuiti elettrici in regime continuo, sinusoidale e in transitorio e analisi in frequenza.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
7, 9, 11
