Obiettivi formativi
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
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.
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.
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.
Bibliografia
Lo studente può far riferimento ai seguenti testi per la preparazione dell’esame:
• G. Rizzoni “Elettrotecnica principi e applicazioni” McGraw-Hill
• G. Fabricatore, “Elettrotecnica ed applicazioni”, Ed. Liguori.
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. 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 orale. L'orale è unico per i due moduli integrati di "Applicazioni Industriali Elettriche" ed "Elementi di Elettronica".
Gli studenti che non hanno superato l'esame di uno o più degli insegnamenti di Fisica generale 1, Fisica generale 2, Analisi matematica 1 e Analisi matematica 2, prima di svolgere la prova orale, dovranno dimostrare di saper risolvere dei problemi relativi a tali insegnamenti.
Per quanto riguarda il modulo di Applicazioni industriali elettriche l'esaminando dovrà poi 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.
La votazione finale viene calcolata assegnando ad ogni domanda una valutazione da 0 a 30 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 del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Altre informazioni
Nel caso in cui non fosse possibile erogare l'insegnamento mediante lezioni frontali, si utilizzeranno lezioni online registrate in modalità asincrona. I video saranno resi disponibili attraverso opportuni collegamenti alla pagina Elly del corso. Saranno poi previste alcune sessioni comuni di domande su piattaforma Teams, aperte a tutti gli studenti del corso. Rimane contemplata la possibilità di ricevimento studenti a distanza.
Per studenti DSA e BES si consiglia un contatto diretto col docente, per concordare eventuali strumenti compensativi idonei.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
