PROGRAMMA DEL CORSO DI ELETTROTECNICA
Elettrotecnica generale
Elettrodinamica stazionaria: legge di Ohm in forma integrale, legge di Ohm per un tratto di
circuito, potenza assorbita, effetto Joule, resistività. Circuiti elettrici. Bipoli: bipoli reali ed ideali,
caratteristiche. Legge di Ohm generalizzata. Potenza. Reti elettriche. Principi di Kirchoff. Metodo
generale per l’analisi delle reti. Metodi sistematici di analisi delle reti. Metodo delle equazioni di
nodo. Metodo delle equazioni di maglia: grafo, albero, ponte. Tecniche di analisi di sistemi lineari.
Principio di sovrapposizione degli effetti. Teorema di Thevenin. Teorema di Norton. Rete attiva;
calcolo della potenza; rendimento; condizione di adattamento.
Grandezze periodiche: grandezze alternate, grandezze sinusoidali, valore medio, valore efficace,
fattore di forma. Confronto tra due grandezze sinusoidali isofrequenziali: sfasamento. Opzioni su
grandezze sinusoidali. Operazioni con il metodo simbolico.
Elementi immagazzinatori di energia. Condensatore: energia immagazzinata in un condensatore,
condensatore in regime sinusoidale, condensatore alimentato da tensioni discontinue, circuito
equivalente, condensatori in serie ed in parallelo.
Induzione elettromagnetica: flusso concatenato, f.e.m indotta in un conduttore in moto, flusso
concatenato con un circuito di N spire. Induttanza. Espressioni dell’energia nel campo magnetico.
Azioni elettrodinamiche. Forza elementare. Momento magnetico di una spira. Determinazione di L
per alcuni campi particolari: conduttore rettilineo indefinito, avvolgimenti solenoidali, avvolgimenti
toroidali. Induttore: energia immagazzinata, induttore in regime sinusoidale, circuito equivalente,
induttori in serie e in parallelo. Mutua induttanza, convenzioni per il segno di M. Trasformatore
ideale.
Sistemi lineari con ingressi sinusoidali: tensione complessa, corrente complessa. Impedenza,
ammettenza. Metodi di analisi delle reti in regime sinusoidale: legge di Ohm, principi di Kirchoff,
metodi sistematici. Circuiti RLC serie e parallelo, circuiti RC ed RL. Potenza in reti elettriche in
regime sinusoidale: potenza istantanea, potenza attiva, espressione alternativa della potenza
istantanea, potenza reattiva, potenza apparente, potenze nei bipoli elementari. Risonanza serie e
parallelo. Circuiti mutuamente accoppiati in regime sinusoidale: circuito equivalente accoppiato per
conduzione, accoppiamento perfetto, accoppiamento non perfetto. Potenza complessa.
Sistemi a tre conduttori: sistemi a triangolo simmetrici squilibrati, sistemi a triangolo equilibrati,
sistemi a stella simmetrici squilibrati, sistemi a stella simmetrici equilibrati. Potenze.
Amplificatore operazionale: sommatore, integratore, sistemi del primo ordine.
Circuiti magnetici: leggi dei circuiti magnetici, riluttanza, forza magnetomotrice.
Testo consigliato per la consultazione: Daniele, Liberatore, Graglia e Manetti, “Elettrotecnica”,
Monduzzi editore, Bologna, 1996.
Seminario di Misure Elettriche – Docente Prof. Fabrizio Russo
1) Concetti fondamentali (misurazione, accuratezza, precisione, errori e incertezze di misura,
componente di tipo aleatorio e di tipo sistematico), espressione delle incertezze secondo la
normativa vigente. Valutazione di categoria A dell'incertezza tipo (modello ideale con
distribuzione Gaussiana, varianza di categoria A e incertezza tipo di categoria A). Valutazione
di categoria B dell'incertezza tipo. Determinazione dell'incertezza tipo composta,
determinazione dell'incertezza estesa.
2) Esecuzione di una misurazione, unità e campioni delle misure elettriche (cenni), campioni di
resistenza (scelta dei materiali costruttivi, resistori a 4 morsetti, modello in c.a. del resistore,
soluzioni realizzative atte a ridurre l'influenza degli effetti reattivi), campioni di capacità
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(modello in c.a. del condensatore). Strumenti elettromeccanici, generalità, classe di precisione,
moto dell'equipaggio mobile (risposta al gradino e risposta in frequenza).
Galvanometro di Arsonval, amperometro magnetoelettrico (schema base, portate, errore di
consumo), voltmetro magnetoelettrico (schema base, portate, errore di consumo), ohmetro
magnetoelettrico, "tester" analogico. Metodi di riduzione a zero (generalità, sensibilità). Metodo
potenziometrico per la misura di una f.e.m.
Ponte di Wheatstone per la misura di una resistenza (schema base, sensibilità). Metodi di ponte
in c.a. (classificazione, criteri di scelta, misura di una induttanza col ponte di Wien e col ponte
di Maxwell, misura di una capacità col ponte di Schering e col ponte di Sauty-Wien).
L'amplificatore operazionale (modello ideale e reale). Amplificatore invertente.
Amplificatore non-invertente, configurazione a guadagno unitario, amplificatore sommatore,
comparatore. Amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione (cenni).
Introduzione ai filtri attivi. Risposta in frequenza di un filtro. Filtri attivi passa-basso del primo
ordine.
Filtri attivi passa-alto del primo ordine. Filtri attivi del secondo ordine di tipo VCVS con
risposta Butterworth (a massima piattezza) di tipo passa-basso e passa-alto. Oscilloscopio
analogico: principio di funzionamento e schema a blocchi semplificato. Semplici misure su una
forma d'onda sinusoidale (ampiezza e periodo).
Macchine elettriche
Concetti generali: materiali costruttivi, perdite nel rame, perdite nel ferro (ciclo di isteresi,
correnti parassite) rendimento, riscaldamento. Classificazione delle macchine elettriche.
Componenti elettronici di potenza: diodi, tiristori, BJT, IGBT, MOSFET, GTO.
Convertitori statici ca/cc: raddrizzatori a semionda, raddrizzatori a ponte monofase (a diodi e a
tiristori), gruppi di commutazione, raddrizzatori a ponte trifase (a diodi e a tiristori).
Convertitori statici cc/cc: chopper a un quadrante e chopper a quattro quadranti.
Convertitori cc/ca: invertitore a semiponte, controllo in onda quadra e tecnica della PWM,
invertitore a ponte monofase, invertitore a ponte trifase.
Convertitori ca/ca: principi di funzionamento dei sincroconvertitori e dei cicloconvertitori.
Trasformatori: principio di funzionamento, funzionamento a vuoto, funzionamento a carico,
funzionamento in corto circuito, circuito equivalente e determinazione dei suoi parametri,
rendimento, trasformatori trifase, autotrasformatori, principi costruttivi.
Calcolo della forza di un elettromagnete e della coppia fra bobine con il principio dei lavori
virtuali. Campo magnetico rotante di Galileo Ferraris.
Macchine asincrone: parti costitutive, determinazione del circuito equivalente, avviamento,
funzionamento a vuoto, funzionamento a carico, potenza assorbita, potenza dissipata, potenza
meccanica, coppia, rendimento, caratteristica meccanica, tipi di funzionamento (motore, generatore,
freno). Motori a gabbia, a doppia gabbia, a rotore avvolto. Regolazione della velocità dei motori
asincroni.
Concetto di azionamento elettrico a catena aperta e a catena chiusa e sue parti costitutive.
Macchine sincrone: parti costitutive, principi di funzionamento, diagramma vettoriale di sole
cadute di tensione (cioè trascurando la saturazione) e diagramma polare generale della macchina a
rotore liscio, coppia e angolo di coppia, funzionamento da motore e da generatore, regolazione della
velocità.
Macchine a corrente continua: parti costitutive, principi di funzionamento, f.e.m. e coppia, tipi di
eccitazione (indipendente, in derivazione, in serie), regolazione della velocità.
Testo consigliato per la consultazione: Olivieri e Ravelli, “Elettrotecnica”, Volume II, CEDAM
Padova, 1990 (edizione curata dal prof. Tenti).
