Diario delle Lezioni

Elettrotecnica
A. A. 2006/2007
Anno Accademico 2006/2007 - Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Corso di
Elettrotecnica
(prof. G. Rubinacci)
Diario delle Lezioni
Materiale didattico di riferimento: Circuiti
[CDK] L.O. Chua, C. Desoer, E. Kuh, Circuiti lineari e non lineari, ed. Jackson, Milano, 1991
[M]
G. Miano, Lezioni di Elettrotecnica, Cuen
[CL]
L. O. Chua, P.M. Lin, Computer aided analysis of electronic circuits, Prentice Hall
[CR]
L. Chua and T. Roska, Cellular neural networks and visual computing - Foundations and applications,
Cambridge University Press, 2002
[TV]
F. Trevisan, F. Villone, Modelli numerici per campi e circuiti, SGE Editoriali, Padova
Materiale didattico di riferimento: Campi
[A1]
[A0]
[HM]
[B]
[BG]
[A2]
[MM]
G. Rubinacci, F. Villone; Appunti dalle lezioni disponibili sul sito dweb e sul sito
www.elettrotecnica.unina.it all’indirizzo del corso.
Appunti integrativi sul sito www.elettrotecnica.unina.it all’indirizzo del corso.
H.A. Haus and J.R. Melcher, Electromagnetic Fields and Energy, Prentice Hall.
S. Bobbio, E. Gatti, Elementi di Elettromagnetismo, II Edizione, Boringhieri
F. Barozzi, F. Gasparini, Fondamenti di Elettrotecnica: Elettromagnetismo, Collezione di Elettrotecnica ed
Elettronica, UTET, 1989.
A. Maffucci. Appunti dalle lezioni disponibili sul sito web
G. Miano e A. Maffucci, Transmission lines and Lumped circuits, Academic Press, 2001
Lezione n. 1 (11/01/07) 4h
Introduzione al corso.
Richiami sulle equazioni di Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma integrale.
Divergenza e rotore: definizioni intrinseche, teoremi. Equazioni di Maxwell in forma
differenziale. Condizioni di raccordo. Corrente elettrica. Intensità della corrente elettrica.
Conservazione della carica. Densità di corrente. [B - 9.1, 9.5, 9.6, 6.3, 6.5]
Flusso di potenza in un circuito (A1 - 1, HM 457-462) – Il teorema di Poynting (A1-2,
HM 462-463, B).
La potenza assorbita da un n-polo e il vettore di Poynting (A1-3, HM 469-472)
Lezione n. 2 (18/01/07) 2h
Esercitazione in laboratorio.
Linee di trasmissione ed approssimazioni circuitali utilizzando Spice
Introduzione a Matlab
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Lezione n. 3 (23/01/07) 3h
Introduzione al modello elettroquasistatico. Il modello dell’elettrostatica. Potenziale
scalare, gradiente, equazioni di Poisson e Laplace.
L’approssimazione elettroquasistatica. Un esempio applicativo: il condensatore piano
(A1-4, HM 464-465).
Il modello adimensionalizzato delle equazioni di Maxwell. (A1-5)
Lezione n. 4 (25/01/07) 3h
Il modello adimensionalizzato delle equazioni di Maxwell. L'approssimazione dei
modelli quasi-stazionari. Il condensatore ideale e l’induttore ideale nel limite quasistazionario. (A1-5)
Lezione n. 5 (30/01/07) 3h
Il modello adimensionalizzato delle equazioni di Maxwell. Il resistore nel limite quasistazionario. I modelli quasi-stazionari. Il modello della conduzione quasi-stazionaria.
Forza elettromotrice. La legge del circuito semplice. Resistenza di un conduttore
filiforme (A0, B-6.6, 6.7, 6.8, 6.10). Il caso del cavo coassiale (A1-6.1).
Lezione n. 6 (1/02/07) 3h
Il modello quasi-stazionario elettrico. Il caso del cavo coassiale. (A1-6.2). Richiami sul
modello dell’elettrostatica. Campo e potenziale di una distribuzione di carica a simmetria
sferica. La soluzione fondamentale dell’equazione di Poisson. Introduzione al problema
dei conduttori (B). Lemmi e formule di Green (BG –A1-7)
Lezione n. 7 (6/02/07) 3h
Proprietà delle funzioni armoniche: teorema della media; teorema del massimo. Unicità
dei problemi di Dirichlet e di Neumann. Le funzioni di Green (BG – A1-8, A1-11)
Sistema elettrostatico lineare. Condensatori. Capacità parziali (BG – II-9).
Schematizzazioni circuitali. Reti di condensatori (BG –II-10)
Lezione n. 8 (8/02/07) 3h
Introduzione al modello quasi stazionario magnetico. Il campo di un conduttore a
simmetria cilindrica. (B -7.1-7.4) Il potenziale vettore magnetico in presenza di
un’assegnata distribuzione di densità di corrente nello spazio libero. La legge dell’azione
elementare di Laplace. (B -7.5) Il caso del cavo coassiale nel limite quasi stazionario
magnetico. Schemi equivalenti (A1-6.3).
Lezione n. 9 (13/02/07) 3h
Tempo di transito del segnale attraverso un doppio bipolo. Ritardo di gruppo. (A1Appendice). Il modello quasi stazionario magnetico: il caso del cavo coassiale con
conducibilità finita nel limite di elevato spessore di penetrazione (A1-6.3).
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Lezione n. 10 (15/02/07) 3h
Il modello quasi stazionario magnetico. Flusso concatenato e potenziale vettore
magnetico. Coefficienti di auto e mutua induzione. Formule di Neumann per conduttori
quasi-filiformi. (B-7.8). Energia Magnetica. Induttanza di un conduttore massiccio. (B9.9). Il caso del cavo coassiale con conducibilità finita nel limite di piccolo spessore di
penetrazione. L’effetto pelle. (A1.-6-3). Cenni sull’approssimazione quasi stazionaria
elettromagnetica . (A1.-6-4).
Lezione n. 11 (20/02/07) 3h
Circuiti resistivi. Caratteristiche v-i dei resistori a due terminali [CDK 2.1]. Resistori non
lineari [CDK 2.1.2]. Richiamo sull’analisi ai nodi dei circuiti resistivi lineari [CDK 5.1].
Teorema di esistenza e unicità [CDK 5.1.3 – 5.5.4]. Metodi di soluzione di circuiti
resistivi nonlineari. Analisi di tableau per i circuiti resistivi [CDK 5.2]. Metodo di Picard
(TV 22-24) .
Lezione n. 12 (22/02/07) 3h
Il metodo di Newton-Raphson. Esempio di soluzione di un circuito non lineare con
diodo, usando il metodo di Newton-Raphson; circuito equivalente discreto di NewtonRaphson. (TV 19-22 & CDK 2.4 – 5.3). Approssimazione lineare a tratti. [CDK 2.4]]
Lezione n. 13 (27/02/07) 3h
Analisi per piccoli segnali. Analisi per piccoli segnali di un transistore npn in bassa
frequenza; [CDK 2.5 – 3.4.3]. Richiami su circuiti lineari del second'ordine [CDK 7.1];
risposta con ingresso zero [CDK 7.2]; variabili di stato; autovalori e
autofunzioni;comportamento qualitativo e ritratto di fase [CDK 7.3]
Lezione n. 14 (1/03/07) 3h
Richiami su circuiti lineari del second'ordine; ritratto di fase [CDK 7.3]. Circuiti
dinamici nonlineari del primo ordine [CDK 6.5]; stati di equilibrio e punti di lavoro;
andamento qualitativo in prossimità di punti di equilibrio. Il percorso dinamico; stabilità
dei punti di equilibrio; circuiti bistabili; punti di empasse; il fenomeno del salto;
oscillazioni non lineari. Circuiti dinamici non lineari del secondo ordine. Formulazione
delle equazioni di stato [CDK 7.4.1-7.4.2]; stati di equilibrio e punti di lavoro [CDK
7.5.2]; andamento qualitativo in prossimità di punti di equilibrio [CDK 7.5.3].
Lezione n. 15 (6/03/07) 3h
Oscillazioni nonlineari [CDK 7.6]. Il fenomeno del salto. L’oscillatore di Van der Pol.]
Esempi di dinamica di circuiti con elementi lineari a tratti realizzati con amplificatori
operazionali [CDK 4.3].. Il multivibratore astabile [CDK 6.5.2]. Un circuito bistabile
[CDK 6.5.3]..
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Lezione n. 16 (8/03/07) 3h
Introduzione alle reti neurali cellulari (CNN). Definizioni [CR, 7-34] ed analisi di
semplici “CNN templates”: la individuazione dei contorni in un'immagine [CR, 35-40].
Cenni sui metodi di soluzione numerica di circuiti dinamici; metodi alle differenze finite;
convergenza, consistenza, stabilità. Eulero esplicito ed implicito [TV, 24-42]
Lezione n. 17 (13/03/07) 3h
Analisi degli effetti delle variazioni dei componenti. Analisi di sensitività. Il metodo
della rete aggiunta (MS 556-567). Esercitazione in aula informatica sulla dinamica di
semplici circuiti non lineari simulati con Matlab
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