APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE + ELEMENTI DI ELETTRONICA
cod. 1002332

Anno accademico 2021/22
2° anno di corso - Secondo semestre
Docente responsabile dell'insegnamento
DELMONTE Nicola
insegnamento integrato
9 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

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 consiste in una prova scritta. Lo scritto 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.
Per quanto riguarda il modulo di Elementi di Elettronica, durante la prova, lo studente dovrà dimostrare di conoscere e saper applicare le tecniche di analisi dei sistemi lineari trattate nel corso, e di saper analizzare il comportamento di semplici circuiti. Con la prova scritta si attribuisce importanza alla capacità di risolvere esercizi.
La votazione finale viene calcolata 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 dimostri una buona padronanza del lessico disciplinare, oltre alla correttezza degli esercizi svolti.

Altre informazioni

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