Mutui induttori in regime sinusoidale: trasformatore ideale

A.A. 2004-05 - PROGRAMMA DI ELETTROTECNICA PER IL C.L. TRIENNALE IN:
INGEGNERIA INFORMATICA (matr. pari)
PROF. ALVISE MASCHIO
“Fisica II” è prerequisito: bisogna conoscerne gli argomenti più strettamente collegati al programma di
Elettrotecnica.
I testi di supporto per la preparazione dell’esame sono:
M. Guarnieri, A. Stella: “Principi ed Applicazioni di Elettrotecnica – vol. I”, 3° ediz., Edizioni Progetto Padova,
2002.
M. Bagatin, G. Chitarin, D. Desideri, F. Dughiero, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio: “Esercizi di Elettrotecnica
– Reti elettriche”, Società Editrice Esculapio, Bologna, 2004
Per ogni argomento sono indicati i corrispondenti riferimenti nel testo.
ARGOMENTI
Introduzione alle reti elettriche
Corrente elettrica, corrente di un tubo di flusso; riferimenti. Amperometro
ideale.
Tensione elettrica, tensione di un tratto di tubo di flusso; riferimenti.
Voltmetro ideale.
Fenomeni di conduzione e resistori, leggi di Ohm e Joule, tipi di resistori.
RIFERIMENTI
Capitolo 1
1.2, 1.3
Capitolo 2
2.4, 2.5
Capitolo 3
3.1, 3.4, 3.5
Generatori elettrici, bilanci di potenza nei generatori.
Capitolo 4
4.1, 4.2, 4.3
Bipoli, doppi bipoli e potenza elettrica, resistore ideale, generatore ideale di Capitolo 5
tensione (GIT) e di corrente (GIC), generatore reale di tensione e di tutto
corrente, caratteristica esterna, tensione a vuoto e corrente di
cortocircuito. N-poli, m-bipoli, porta elettrica, doppi bipoli. Doppio bipolo * Materiale distribuito in aula
resistivo: passività, reciprocità, simmetria.* Tipi di rappresentazione dei
doppi bipoli. Trasformatore ideale, linee di trasmissione, generatori pilotati.
Potenza scambiata ad una porta, convenzioni delle potenze, lavoro elettrico.
Wattmetro ideale.
Reti elettriche
Topologie di reti di bipoli: grafo di una rete di bipoli, grafo di una rete di n- Capitolo 6
bipoli; caratteristiche dei grafi e sottografi notevoli: nodi, lati, maglia, anello, tutto
insieme di taglio, albero, coalbero.
Equazioni topologiche: LKC (legge di Kirchhoff delle correnti) e LKT (legge di
Kirchhoff delle tensioni). Equazioni indipendenti nelle tensioni: sistemi di
maglie fondamentali, sistemi di anelli. Equazioni indipendenti nelle correnti:
sistemi di tagli fondamentali, sistemi di nodi.
Teorema di Tellegen, conservazione delle potenze elettriche.
A. Maschio - Programma di Elettrotecnica
Reti in regime stazionario
Serie e parallelo di bipoli generici, serie di un GIT e di un resistore Capitolo 7
(generatore normale di tensione – GNT), parallelo di un GIC e di un resistore 7.1, 7.2, 7.3
(generatore normale di corrente – GNC).
Resistenza equivalente ad una porta elettrica,
Equazioni topologiche: LKC e LKT in varie forme; sistemi di maglie
indipendenti, sistemi di anelli, sistemi di maglie fondamentali, potenziali ai
nodi; sistemi di tagli indipendenti, sistemi di nodi, sistemi di taglio
fondamentali, correnti cicliche di maglia e di anello.
Analisi delle reti lineari
Teorema (metodo) di sovrapposizione degli effetti, funzioni di trasferimento
(definizioni);
Soluzioni nelle correnti, metodo delle correnti cicliche di maglia, metodo delle
correnti cicliche di anello; soluzioni nelle tensioni, metodo dei potenziali ai
nodi; metodi modificati delle correnti cicliche e dei potenziali ai nodi per reti
con lati anomali.*
Teorema di sostituzione.
Teoremi di non amplificazione delle tensioni e delle correnti.*
Teoremi dei generatori equivalenti, teorema di Thévenin, teorema di Norton.
Formule di Millmann elementari.
Rendimento ed adattamento del carico
Bipoli di ordine uno
Bipolo condensatore ideale: definizioni, equazione caratteristica, serie e
parallelo, energia.
Bipolo induttore ideale: definizioni, equazione caratteristica, serie e
parallelo, energia.
Doppio bipolo induttore: equazioni caratteristiche, energia, coefficiente di
accoppiamento.
Introduzione al regime sinusoidale
Grandezze sinusoidali e loro parametri.
Fasori, operazioni sulle sinusoidi e sui fasori.
Diagramma fasoriale ed operazioni in forma grafica.
A. Maschio - Programma di Elettrotecnica
Capitolo 7
7.4, 7.5, 7.6
* Materiale distribuito in aula
Capitolo 8
8.3, 8.4, 8.5.1
Capitolo 9
9.3, 9.4, 9.5.1, 9.5.2 (escluso
9.5.2-I)
Capitolo 12
tutto
Bipoli e reti in regime sinusoidale
Bipoli e potenza elettrica istantanea, attiva, reattiva, apparente e fattore di
potenza. Potenza complessa; passività in regime sinusoidale.
Strumenti di misura in regime sinusoidale.
Bipoli ideali elementari in regime sinusoidale: generatori ideali di tensione e di
corrente, resistore, induttore e condensatore; impedenza, ammettenza e loro
relazioni.
LKT e LKC simboliche: analogie tra rete simbolica e rete stazionaria lineare;
Serie e parallelo di impedenze partitori di tensione e di corrente simbolici;
Sintesi serie e parallelo di bipoli passivi
Rete simbolica: metodi di analisi della rete simbolica: sovrapposizione degli
effetti, correnti di anello, potenziali ai nodi; teoremi di sostituzione, di non
amplificazione*, di Thévenin, di Norton, di Boucherot* e del massimo
trasferimento di potenza*.
Serie RLC risposta in frequenza e risonanza; parallelo RLC risposta in
frequenza e risonanza.
Mutui induttori in regime sinusoidale: trasformatore ideale
Reti trifase
Terne di tensione: tensioni concatenate e tensioni stellate, generatori di
tensione trifase, utenze trifase.
Terne di corrente: correnti di linea e correnti di fase.
Potenze nei sistemi trifase con e senza neutro. Cenno alle reti di
distribuzione dell’energia elettrica, rifasamento del carico.
Reti in regime aperiodico
Analisi in regime variabile aperiodico: equazioni di rete, equazioni
differenziali ingresso uscita, integrali particolare e dell’omogenea.
Integrale particolare con ingresso nullo, con ingresso costante e con ingresso
sinusoidale; frequenza generalizzata.
Circuito RC: carica e scarica di un condensatore. Circuito GL: carica e scarica
di un induttore.
Circuito RC ed GL: transitorio in regime sinusoidale.
Circuito CL, RCL serie: analisi delle radici dell'omogenea e transitorio in
regime stazionario.
A. Maschio - Programma di Elettrotecnica
Capitolo 13
Tutto tranne:
13.11.3, 13.12, 13.13.3, 13.14
* Materiale distribuito in aula
Capitolo 14
Tutto tranne 14.7
Capitolo 16
Tutto tranne 16.2.2, 16.2.3
Integrazione con appunti dalle
lezioni