Obiettivi formativi
Questo modulo di insegnamento si propone di fornire al livello di base le conoscenze e le abilità necessarie all’analisi dei circuiti elettrici in regime di Corrente Continua ed Alternata, nonché gli strumenti tecnici e normativi nel campo della produzione, gestione e utilizzo dell’energia elettrica, in modo da rendere l’ingegnere gestionale in grado di interloquire in modo adeguato e consapevole con strutture aziendali interne, con clienti e con fornitori.Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:-sapere analizzare circuiti in corrente continua-sapere analizzare circuiti in corrente alternata-comprendere i principali vantaggi e svantaggi correlati alla produzione dell’energia elettrica dalle diverse fonti di energia, con particolare riferimento alle fonti rinnovabili.
Prerequisiti
Analisi Matematica 1
Contenuti dell'insegnamento
Legge di Ohm. Principi di Kirchhoff. Teoremi di Thèvenin e Norton. Teorema di Millman. Soluzioni di reti in regime CC. Elementi reattivi: condensatore ed induttore. Corrente e tensione in alternata, soluzione delle reti in CA. Sistemi trifase. Trasformatori. Sistemi di distribuzione dell'energia, generazione da fonti rinnovabili e principi di sicurezza elettrica.
Programma esteso
1) Introduzione all’analisi dei circuiti (4 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.2) Analisi e sintesi dei circuiti elettrici in corrente continua (12 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. 3) Elementi reattivi nei circuiti (4 ore).Capacità elettrica, condensatore, legge costitutiva del condensatore. Isolamento e rigidità dielettrica. Comportamento energetico. Carica e scarica.Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. Legge di Faraday-Lenz. Induttore, legge costitutiva, comportamento energetico. Circuiti magnetici. Carica e scarica dell'induttore. Collegamenti fra componenti reattivi, circuiti in risonanza e antirisonanza.4) Analisi e sintesi dei circuiti in regime sinusoidale (10 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.5) Mutua induzione e trasformatori (4 ore).Mutua induzione, trasformatori ideali e reali, leggi costitutive, applicazioni dei trasformatori, prove a vuoto e in corto circuito, autotrasformatori.6) Sistemi ad energia rinnovabile (8 ore)Aspetti economici di trasmissione di energia elettrica. Produzione trasmissione e utilizzazione dell'energia elettrica. Classificazione delle reti di distribuzione dell'energia. Sistemi di produzione con energie rinnovabili. Sicurezza e pericolosità elettrica. Breve introduzione al controllo di sicurezza degli impianti elettrici.
Bibliografia
I.D. Giulio Fabbricatore, " Elettrotecnica e applicazioni. Reti, macchine, misure, impianti"
Leon Freris, David Infield, Renewable Energy in Power Systems, Wiley
C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, ”Circuiti elettrici”, McGraw-Hill. Filippo Ciampolini, "Elettrotecnica generale" Franz J. Monssen, "Laboratorio di circuiti elettrici con OrCAD PSpice" La Fisica di Feynman volume 2 elettromagnetismo Ed. Zanichelli. Olivieri Ravelli ELETTROTECNICA per Elettrotecnica e automazione Ed. CEDAM Scuola Giorgio Rizzoni Elettrotecnica - Principi ed applicazioni 2/ed McGraw-Hill
Metodi didattici
Il corso si basa su lezioni frontali. E' previsto lo svolgimento tramite metodo analitico di esercizi in aula. E' previsto l'uso di Pspice per l'analisi delle reti elettriche.Il materiale didattico a supporto delle lezioni verrà caricato sulla piattaforma Elly al termine delle lezioni. Le slide utilizzate a lezione verranno considerate parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti nonfrequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dalla docente tramite lapiattaforma Elly.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell'apprendimento si basa su una valutazione con esame scritto
L'esame scritto comprende:
a) 2 esercizi sull'analisi dei circuiti elettrici (punteggio massimo 8 punti ad esercizio). Indicativamente 1 esercizio verterà sull'analisi dei circuiti in continua e 1 sull'analisi dei circuiti in alternata
b) 2 domande di teoria a risposta aperta (punteggio massimo 8 punti ciascuna) su gli argomenti trattati nel corso. Tutti gli argomenti trattati nel corso possono essere richiesti, ma le domande verteranno in modo particolare sulle tematiche non verificate (o non esaustivamente verificate) dagli esercizi sull'analisi dei circuiti elettrici.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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