Il corso si pone come obiettivo quello di: far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza e comprensione dei principi teorici della disciplina, fondamentali per le scienze ingegneristiche e per le loro realtà applicative; far sviluppare la capacità di applicare in maniera autonoma le nozioni teoriche per impostare, analizzare e risolvere problemi riguardanti il settore dell'ingegneria; far conseguire la capacità in piena autonomia di avere compreso i fondamenti della teoria dei circuiti lineari e stazionari e le regole di base per lo studio di tali circuiti nel tempo e nel dominio della frequenza, e dei relativi aspetti energetici. usare in maniera appropriata i linguaggi tecnici e scientifici specifici della disciplina; acquisire adeguati metodi di studio, di descrizione e di indagine scientifica.
Prerequisiti
È richiesta la conoscenza dei principi fondamentali di Analisi Matematica e Fisica.
Metodi didattici
Il corso prevede lo svolgimento di lezioni frontali e di esercitazioni numeriche in classe, queste ultime sia individuali, sia di gruppo, con analisi critica dei risultati e discussione in aula.
Verifica Apprendimento
La valutazione dell'apprendimento è effettuato tramite un esame orale. La prova orale consiste in una discussione su argomenti tratti da tutto il programma svolto a lezione, al fine di poter valutare l’acquisizione degli obiettivi formativi specifici del corso
Testi
- Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Circuiti elettrici, 5a edizione, McGraw-Hill Education - Giorgio Rizzoni, Elettrotecnica. Principi e applicazioni 3a edizione, McGraw-Hill Education - Appunti delle lezioni
Contenuti
-INTRODUZIONE: carica, corrente, tensione, potenza, energia. Bipoli, linearità. -RESISTORI E GENERATORI: resistori lineari e legge di Ohm, potenza dissipata in un resistore. Generatori indipendenti di tensione e corrente, reali e ideali, legge di Ohm generalizzata, forme d’onda (costante per regime continuo DC, sinusoidale per regime alternato AC). -RISOLUZIONE DEI CIRCUITI ELETTRICI: nodi, rami e maglie di un circuito elettrico, leggi di Kirchhoff, la regola del taglio. Resistori in serie e in parallelo, partitore di tensione e di corrente, trasformazioni stella-triangolo. -TEOREMI DELLE RETI: linearità di una rete elettrica. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teoremi di Thevenin e di Norton. Collegamento di generatori di tensione e corrente, Teorema di Millman. -CONDENSATORI E INDUTTORI: principio fisico di funzionamento dei condensatori, capacità, energia immagazzinata nel condensatore. Transitorio RC in DC. Principio fisico di funzionamento degli induttori, induttanza, energia immagazzinata nell’induttore. Transitorio RL in DC. -REGIME SINUSOIDALE E FASORI: grandezze periodiche, alternate, sinusoidali. Vettore rotante e fasore, operazioni sui fasori, legge di Ohm in AC, impedenza e ammettenza, composizione di impedenze. -ANALISI IN REGIME SINUSOIDALE: risoluzione dei circuiti in AC, circuiti risonanti, risposta in frequenza di un RLC serie, cenni sulla mutua induzione e trasformatori. -POTENZA IN REGIME SINUSOIDALE E RIFASAMENTO: potenze istantanee, potenze attiva, reattiva, apparente, complessa, fattore di potenza, teorema di Boucherot, rifasamento totale e parziale. -SISTEMI TRIFASE: generalità. Esempio di rete trifase, dalla generazione alla distribuzione dell’energia elettrica. -IMPIANTI ELETTRICI: sicurezza elettrica. Impianto elettrico. Classificazione dei sistemi elettrici. Protezione dai contatti diretti e indiretti. Impianti elettrici nei cantieri edili e civili.