programma_2007_08

Università degli Studi di Padova – Facoltà di Ingegneria
Dipartimento di Ingegneria Elettrica
Corsi intensivi per studenti lavoratori
Programma del corso di Elettrotecnica – A.A. 2006/2007
Docente: Prof. Piergiorgio Alotto (tel. 049 827 7567, e-mail: [email protected])
OBIETTIVI FORMATIVI
Partendo dalla preparazione acquisita nei corsi di Matematica e Fisica, il corso di Elettrotecnica ha
come obiettivo quello di fornire le nozioni basilari per l’analisi di circuiti elettrici lineari in regime
stazionario, sinusoidale, aperiodico. Tali strumenti costituiscono un prerequisito fondamentale nello
studio dei circuiti di segnale (di interesse nell’Elettronica) e di potenza (di interesse impiantistico).
1. IL MODELLO CIRCUITALE
I circuiti elettrici; le grandezze elettriche fondamentali: carica elettrica, corrente elettrica, tensione
elettrica; il modello circuitale: bipoli, leggi di Kirchhoff (introduzione); potenza ed energia elettrica,
porta elettrica, convenzioni delle potenze; n-poli ed m-bipoli; caratteristiche statiche; tipologie di
bipoli di ordine zero: resistore, interruttore, diodo, generatore di tensione e di corrente, resistore e
generatore “reali”, bipoli attivi, bipoli passivi, bipoli dissapativi e conservativi.
2. RETI ELETTRICHE
Topologie elementari di reti: serie e parallelo di bipoli generici; applicazioni: serie di circuiti R+R,
R+E, J+J, parallelo di circuiti R+R, R+J, E+E; topologie complesse: grafo, sottografi notevoli:
maglia, anello, insieme di taglio, nodo, albero, coalbero; equazioni di Kirchhoff (LKC, LKT); il
sistema di equazioni fondamentali; potenziali nodali e correnti di maglia; teorema di Tellegen;
conservazione della potenza elettrica; principio di equivalenza.
3. RETI DI BIPOLI IN REGIME STAZIONARIO
Generalità sull’analisi di reti: punti di lavoro, metodo grafico, soluzioni multiple, reti indeterminate;
teorema di non amplificazione; teorema di sostituzione; reti di resistori: bipolo equivalente, serie e
parallelo, partitori; reti di bipoli normali (GNT, GNC), formule di Millmann; analisi di reti normali
con metodi modificati: metodo delle correnti cicliche, metodo del potenziale ai nodi, metodo di
sovrapposizione degli effetti; teoremi dei generatore equivalenti (Thévenin, Norton).
4. ELEMENTI CIRCUITALI A PIÙ TERMINALI
Doppi bipoli di ordine zero: rappresentazioni possibili, potenza scambiata, reciprocità, simmetria,
passività; doppio bipolo resistivo: rappresentazioni a T e , sintesi; generatori controllati lineari;
trasformatore ideale; bipoli di ordine uno: caratteristiche dinamiche, induttore e condensatore, non
linearità; doppi bipoli di ordine uno: doppio bipolo induttivo, accoppiamento, sintesi; trasformatore.
5. RETI DI BIPOLI IN REGIME SINUSOIDALE
Grandezze periodiche: frequenza, pulsazione, ampiezza, valore medio, valore efficace; grandezze
sinusoidali: ampiezza, fase iniziale, trasformata simbolica; fasori, richiami di algebra complessa;
impedenza, ammettenza; bipoli elementari; potenza istantanea: potenza media, potenza fluttuante;
potenza complessa: potenza attiva, reattiva, apparente; fattore di potenza, rifasamento; risposta in
frequenza e risonanza di un circuito RLC; strumenti di misura; analogie tra rete simbolica e rete
stazionaria lineare: teoremi per analisi di reti simboliche; teorema di Boucherot; reti trifase (cenni).
6. RETI ELETTRICHE IN REGIME VARIABILE (CENNI)
Equazioni di stato; carica e scarica di un condensatore; carica e scarica di un induttore; soluzione di
circuiti del primo ordine: frequenza naturale, costante di tempo, termine transitorio e permanete;
soluzione di circuiti del secondo ordine: circuito RLC serie, circuito RLC parallelo.
SUSSIDI DIDATTICI
Testi consigliati:
 Appunti dalle lezioni;
 M. Guarnieri, A. Stella, Principi ed Applicazioni di Elettrotecnica, vol. 1, ed. Progetto, 2002.
Materiale didattico di supporto:
 F. Dughiero, Sintesi delle lezioni (slides disponibili alla pagina web www.die.unipd.it ->
docenti -> prof. Dughiero);
 M. Guarnieri, Sintesi delle lezioni (slides disponibili alla pagina web www.die.unipd.it ->
docenti-> prof. Guarnieri);
 M. Guarnieri, G. Malesani, Elementi di Elettrotecnica: reti elettriche, ed. Progetto, Padova,
2002 (testo adottato nel corso di Elettrotecnica I per Allievi Ingegneri Elettrotecnici);
Testi per la consultazione:
 M. Guarnieri, A. Stella, Principi ed Applicazioni di Elettrotecnica, vol.2, ed. Progetto, 2002;
 M. Guarnieri, G. Malesani, Elementi di Elettrotecnica: elettromagnetismo stazionario e quasistazionario, ed. Progetto, 2002.
Esercizi:
 Esercizi dalle lezioni;
 M. Bagatin et al., Esercizi di Elettrotecnica: reti elettriche, ed. Progetto Leonardo, 2005;
 F. Bellina et al., Esercizi di Elettrotecnica, ed. Progetto, Padova, 2005;
 Testi di compiti scaricabili presso www.die.unipd.it->docenti->prof. Guarnieri;