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.
Analisi dei circuiti elettrici in corrente continua: grafo di un circuito, equazioni indipendenti, metodo dei tagli, delle maglie e dei nodi, sovrapposizione degli effetti, teoremi di Thevenin e Norton.
Campo magnetico stazionario: circuiti elettromagnetici e con magneti permanenti.
Elettromagnetismo quasi stazionario: ipotesi e limiti di validit.
Campo elettrico quasi stazionario: condensatori e capacit parassite. Bipolo C.
Campo magnetico quasi stazionario: induttori e induttanze parassite. Bipolo L.
Circuiti a parametri concentrati. Comportamento energetico dei bipoli C ed L.
Analisi dei circuiti in regime transitorio. Soluzione nel dominio del tempo.
Circuiti in condizioni di regime sinusoidale: metodo simbolico (trasformata di Steinmetz). Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento. Risonanza e antirisonanza.
Sistemi trifase con e senza neutro. Collegamenti a stella e a triangolo.
L'insegnamento si propone di fornire nozioni fondamentali di teoria dei circuiti elettrici. Gli argomenti trattati riguardano i componenti elettrici fondamentali e l'analisi di circuiti lineari dinamici in regime stazionario e sinusoidale.
Al termine delle lezioni, lo studente dovr conoscere le caratteristiche dei principali componenti elettrici. Dovr applicare correttamente le equazioni descrittive e topologiche per analizzare un circuito lineare e tempo-invariante in regime stazionario e sinusoidale.
La prova scritta consentir di valutare la capacit di analizzare semplici circuiti in regime stazionario e sinusoidale, applicando correttamente gli strumenti concettuali introdotti durante le lezioni.
L'insegnamento si pone l'obiettivo di fornire agli studenti nozioni elementari di ingegneria elettrica, mediante l'introduzione di nozioni fondamentali della teoria dei circuiti elettrici (Descrittori di Dublino 1 e 2, ovvero DdD1 e DdD2).
La prima parte dell'insegnamento dedicata alle tecniche di analisi delle reti elettriche (DdD1). La seconda parte affronta lo studio di reti elettriche monofase e trifase in particolari modalit di funzionamento (funzionamento in transitorio e in regime permanente sinusoidale), con l'obiettivo di avvicinare gli studenti alle principali problematiche e tecniche risolutive di reti elettriche reali (DdD1, DdD2). Nella terza parte dell'inegnamento viene introdotta la teoria delle reti magnetiche, come strumento per la progettazione delle macchine elettriche.
Al termine dell'insegnamento, con riferimento ai Descrittori di Dublino 2 e 3, gli studenti avranno appreso le nozioni fondamentali di teoria dei circuiti necessarie per: (a) risolvere circuiti lineari in regime stazionario e sinusoidale, mediante opportuna scelta del metodo risolutivo in relazione alla topologia del circuito assegnato e/o alla variabile di rete richiesta; (b) determinare la risposta transitoria e a regime di circuiti lineari dinamici del primo ordine.
Inoltre, gli studenti saranno in possesso dei concetti teorici alla base del funzionamento delle macchine elettriche statiche e della realizzazione e esercizio di impianti di generazione, distribuzione e utilizzazione dell'energia elettrica (DdD2).
- Equivalenza esterna di bipoli: connessioni in serie e parallelo di resistori e concetto di resistenza equivalente, combinazione di generatori ideali di tensione e di corrente, modelli di Thevenin (serie) e Norton (parallelo) di sorgenti non ideali di tensione e corrente e loro equivalenza alle porte esterne
Il metodo didattico utilizzato e la modalit di accertamento della conoscenza acquisita consentiranno allo studente di comunicare le nozioni apprese, di formalizzare i problemi in termini di modelli circuitali e, infine, di discutere le relative soluzioni impiantistiche con interlocutori specialisti e non specialisti.
Le esercitazioni sono finalizzate alla comprensione dei metodi di analisi e progettazione degli impianti elettrici affrontati durante le lezioni di teoria, mediante approfondita e argomentata risoluzione degli esercizi somministrati allo studente in occasione delle prove scritte dell'esame.
Reti monofase e trifase a regime sinusoidale: Rappresentazione fasoriale di grandezze sinusoidali isofrequenziali; Circuiti monofase; Potenza istantanea, attiva, reattiva, apparente e complessa; Analisi di reti in regime sinusoidale; Reti trifase; Sistemi trifase simmetrici ed equilibrati; Circuito monofase equivalente; Potenze nei sistemi trifase; Rifasamento monofase e trifase, concentrato e distribuito. Esercitazioni.
Trasformatore reale: Caratteristiche costruttive e principio di funzionamento. Circuito elettrico equivalente. Funzionamento a vuoto ed in corto circuito. Rendimento. Trasformatore per misure di tensione e di corrente. Trasformatore trifase. Parallelo dei trasformatori. Esercitazioni.
Strumenti analogici e misure industriali: Generalit. Classe di precisione. Strumenti a conversione elettrodinamica. Strumenti e contatori ad induzione. Misura del fattore di potenza. Misure di potenza attiva, reattiva e apparente monofase e trifase.
Impianto di messa a terra e protezione contro le tensioni di contatto: Gradi di protezione degli involucri. Protezione contro i contatti diretti ed indiretti. Sistemi SELV, PELV e FELV. Messa a terra dei gruppi di autoproduzione. Messa a terra delle apparecchiature di elaborazione dati.
Condutture e condotti sbarra prefabbricati: Tubi protettivi, canali e passerelle. Dimensionamento dei canali. Le condutture in presenza di agenti aggressivi. Descrizione dei tipi di condotti sbarre. Prefabbricazione, installazione, manutenzione, flessibilit di utilizzazione. Limiti e possibilit di impiego dei condotti sbarre prefabbricati.
Apparecchi di manovra e protezione: Scelta e coordinamento del dispositivo di protezione. Principali parametri degli interruttori industriali. Interruttori di manovra: fusibili, contattori, avviatori et al.
Quadri di distribuzione: Tipi di quadro. Accessibilit dei componenti e sicurezza di esercizio. Quadri AS e ANS. Quadri in kit di montaggio. Caratteristiche elettriche nominali dei quadri. Responsabilit del costruttore e dell'installatore.
Lo studente acquisir conoscenze e capacit di comprensione delle relazioni fondamentali della teoria dei circuiti (le leggi di Kirchhoff); delle tecniche principali per la valutazione delle grandezze elettriche di interesse (tensione, corrente e potenza elettrica) in circuiti composti da bipoli, multipoli e n-bipoli; dei modelli comportamentali di tutti i bipoli elettrici (resistore, condensatore, induttore, generatore indipendente di corrente, generatore indipendente di tensione) e dei principali multipoli (trasformatore, generatore di corrente o tensione comandato in corrente o tensione, amplificatore operazionale); dei metodi di analisi dei circuiti elettrici lineari di tipo resistivo lineare e non-lineare; dei metodi di analisi dei circuiti dinamici operanti in corrente continua (DC), in transitorio ed in regime sinusoidale.
Lo studente sar in grado di applicare le sue conoscenze e capacit di comprensione per analizzare il comportamento di un qualunque circuito lineare operante in condizioni statiche (DC), in regime sinusoidale ed in regime transitorio; analizzare circuiti in condizioni statiche (DC) in presenza di amplificatori operazionali; indentificare i vincoli di progetto che determinano il dimensionamento di un semplice circuito elettrico.
Il metodo didattico utilizzato e la modalit di accertamento della conoscenza acquisita consentiranno allo studente di comunicare le nozioni apprese, di formalizzare i problemi in termini di modelli circuitali (a parametri concentrati) e, infine, di discutere le relative soluzioni con interlocutori specialisti e non specialisti.
Le esercitazioni sono finalizzate alla comprensione dei metodi di soluzione appresi durante le lezioni di teoria e allo sviluppo della capacit di circuit solving (dato un circuito, lo studente deve analizzarlo e, sulla base della specifica applicazione, individuare una soluzione circuitale appropriata) mediante approfondita e argomentata risoluzione degli esercizi somministrati allo studente in occasione delle prove scritte dell'esame.
prevista una successiva prova orale, previo superamento della prova scritta. La prova orale mira a verificare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti del corso e la capacit di esporli.
Lo studente acquisir conoscenze e capacit di comprensione delle leggi fondamentali dei circuiti elettrici (le leggi di Kirchhoff); delle tecniche principali per la valutazione delle grandezze elettriche di interesse (tensione, corrente e potenza elettrica) in circuiti composti da bipoli, multipoli e n-bipoli; dei modelli comportamentali di tutti i bipoli elettrici (resistore, condensatore, induttore, generatore indipendente di corrente, generatore indipendente di tensione) e dei principali multipoli (trasformatore, generatore di corrente o tensione comandato in corrente o tensione); dei metodi di analisi dei circuiti elettrici lineari di tipo resistivo lineare e non-lineare; dei metodi di analisi dei circuiti dinamici operanti in corrente continua (DC), in transitorio ed in regime sinusoidale (monofase e trifase).
Lo studente sar in grado di applicare le sue conoscenze e capacit di comprensione per analizzare il comportamento di un qualunque circuito lineare operante in condizioni statiche (DC), in regime sinusoidale ed in regime transitorio; analizzare circuiti trifase in condizioni di regime sinusoidale; indentificare i vincoli di progetto che determinano il dimensionamento di un semplice circuito elettrico.
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