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;
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
a) Sistemi elettrici in regime stazionario
b) Sistemi elettrici in regime quasi stazionario (sinusoidale)
c) Sistemi elettrici in regime dinamico.
d) Circuiti magnetici
e) Trasformatori
Programma esteso
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. Confronto trifase-monofase per il trasporto dell'energia.
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. Sviluppo in serie secondo Fourier, integrale di Fourier.
d) Circuiti magnetici
Definizione di circuito magnetico.
Comportamento dei materiali ferromagnetici (richiami)
L’analisi e la sintesi dei circuiti magnetici elementari.
e) Trasformatori
Circuito equivalente
Prova a vuoto e prova in Corto circuito
Rendimento convenzionale e caduta di tensione
Trasformatori trifase.
Bibliografia
Allan R. Hambley: Electrical Engineering Principles and Applications Prentice Hall
Metodi didattici
Lezioni frontali. E’ previsto lo svolgimento di esercizi in aula.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova orale. L'orale è unico per i due moduli integrati di "Applicazioni industriali elettriche" ed "Elementi di elettronica".
Per quanto riguarda il modulo di Applicazioni industriali elettriche l'esaminando dovrà dimostrare di essere in grado di effettuare l'analisi e la sintesi dei sistemi elettrici nel dominio del tempo includendo anche l'analisi energetica. Dovrà inoltre dimostrare la capacità di utilizzare in modo efficace i metodi di analisi dei circuiti elettrici e magnetici.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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