Obiettivi formativi
L'insegnamento di Principi e Applicazioni dell'Ingengeria Elettrica 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
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. Dimensionamento termico.
b) Analisi dei circuiti elettrici in corrente continua
Principi di kirchhoff. Metodi delle maglie e dei nodi, sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman. Teoremi di Thevenin e Norton. Generatori pilotati.
c) Campo elettrico stazionario
Campo elettrico, capacità elettrica, condensatori. Isolamento e rigidità dielettrica. Capacità parassite. Comportamento energetico.
d) Elettromagnetismo quasi stazionario
Campo magnetico, materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. Ipotesi e limiti di validità. Induttori e mutue induttanze. Comportamento energetico. Circuiti magnerici. Circuiti a parametri concentrati. Induttanze parassite.
e) Analisi dei circuiti in regime sinusoidale alternato
Metodo simbolico (trasformata di Steinmetz). Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento dei carichi industriali. Cenni sui sistemi trifase e sullla trasmissione dell'energia elettrica. Teorema del massimo trasferimento di potenza.
f) Analisi nel dominio della frequenza
Risposta in frequenza dei circuiti elettrici. Funzioni di trasferimento e diagrammi di Bode. Filtri. Risonanza e antirisonanza. Doppi bipoli: matrici Z, Y, ibride e di trasmissione.
g) Analsi dei circuiti in regime transitorio
Transitori elettrici del primo e del secondo ordine. Risoluzione nel dominio del tempo. Variabili di stato.
Bibliografia
Appunti del docente.
C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, ”Circuiti elettrici”, 4a ed., McGraw-Hill.
A. Canova, G. Gruosso, M. Repetto, "Elettrotecnica-Esercizi svolti", Esculapio-Progetto Leonardo.
Metodi didattici
Lezioni frontali.
E' previsto lo svolgimento di esercizi in aula svolti sia dal docente sia da esercitatori.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto e orale.
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, analizzandone anche il comportamento energetico.
Altre informazioni
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