PROGRAMMA A.A. 2012 - 2013 Elettrotecnica (Informatica, TLC

PROGRAMMA A.A. 2012 - 2013
Elettrotecnica (Informatica, TLC, Ingegneria di Internet) - 6 CFU
Prof. Vincenzo Bonaiuto
1. Introduzione ai circuiti
Circuiti a costanti concentrate: limiti di validità. Grandezze fisiche considerate. Il circuito
elettrico. Le leggi di Kirchhoff. I bipoli, gli elementi a più di due terminali. Definizione di porta.
Relazioni costitutive degli elementi bipolari lineari e permanenti: resistore, condensatore,
induttore, generatore ideale di tensione e di corrente. Equivalenza fra i generatori di tensione
nel caso reale. Il corto circuito e il circuito aperto. Connessioni non valide di elementi ideali.
Relazioni costitutive degli elementi ideali due porte: induttori accoppiati, trasformatore ideale.
Generatori controllati. Proprietà energetiche ai singoli componenti ideali.
2. Nozioni di topologia dei circuiti
Grafo di un circuito e sue proprietà topologiche. Nozioni di topologia fondamentali: ramo,
nodo, maglia, taglio, albero e co-albero. Conseguenze topologiche delle leggi di Kirkhhoff.
3. Rappresentazione esterna di circuiti
Rappresentazione di bipoli. Il teorema di Thevenin e il teorema di Norton.
4. Analisi di circuiti senza memoria
Il problema dell'analisi dei circuiti a costanti concentrate. Il sistema generale di equilibrio.
Metodi di analisi del circuito su base maglie su base nodi. Elementi considerati: resistori,
generatori di tensione e di corrente, generatori controllati.
5. Analisi di circuiti in regime permanente
Suddivisione della risposta di un circuito nella parte transitoria e nella parte permanente.
Limiti di validità di tale suddivisione. Legame fra il fasore dell'eccitazione e il fasore della
risposta permanente. Descrizione del metodo grafico dei fasori. Legame fra grandezze nel
tempo e fasori. Le funzioni sinusoidali e loro rappresentazione con il metodo dei fasori. Legami
fra fasori delle grandezze elettriche per componenti elementari. Potenza e energia in regime
permanente: potenza istantanea, potenza complessa, potenza attiva e reattiva. Bilancio
energetico di un circuito in regime permanente. Analisi di circuiti con il metodo grafico.
Rifasamento di un carico reattivo: risoluzione con il metodo grafico.
6. Analisi di circuiti con memoria
Analisi di circuiti semplici del dominio del tempo. Circuiti del primo ordine. Andamenti tipici
delle grandezze impresse nei circuiti con memoria. Il metodo della trasformata di Laplace.
Calcolo di alcune trasformate elementari. Proprietà fondamentali della trasformata di Laplace:
linearità, derivazione, integrazione e traslazione nel dominio del tempo. Antitrasformazione di
Laplace. Sviluppo in frazioni parziali: caso di poli semplici. Calcolo di antitrasformate di funzioni
razionali a coefficienti reali. Applicazione del metodo della trasformata di Laplace alla analisi
di circuiti elettrici. Trasformazioni delle relazioni costitutive dei componenti e loro circuito
equivalente nel dominio di Laplace. Trasformazione delle leggi di Kirkhhoff nel dominio
di Laplace. Caso della presenza di condizioni iniziali. Esempi di applicazione del metodo di
Laplace. Partitore compensato.
7. Funzioni di rete
Eccitazione e risposta di un circuito. Classificazione delle funzioni di rete La risposta impulsiva.
L'integrale di convoluzione. Stabilità dei circuiti: proprietà delle funzioni di rete derivanti dalla
stabilità. Caso dei circuiti attivi e passivi. Suddivisione della risposta di un circuito in parti
significative: risposta libera e risposta forzata. Circuiti risonanti.
8. Impianti elettrici e cenni sulla sicurezza elettrica
Il sistema di distribuzione energia elettrica: descrizione e prospettive. Il sistema trifase,
tensioni stellate e concatenate, connessioni a stella e triangolo. Sistema trifase simmetrico ed
equilibrato: proprietà. Potenza nei sistemi trifase. Cenni di dimensionamento di un impianto
elettrico. Sovracorrenti e sovratensioni: sistemi di protezione. Effetti della corrente elettrica
sul corpo umano: sistemi di protezione.
RISULTATI DELL'APPRENDIMENTO: Analisi circuiti elettrici
PROPEDEUTICITA':
Nessuna
TESTI DI RIFERIMENTO
● Giorgio Rizzoni: Elettrotecnica: principi e applicazioni - Seconda edizione - McGraw-Hill
● V. Bonaiuto M. Bonifazi F. Sargeni: Esercizi di Elettrotecnica I 2a ed. TeXMat Roma 2005