Dipartimento: DIMES
Corso di Laurea: INGEGNERIA ELETTRONICA
Indirizzo Internet Corso di Laurea: www.dimes.unical.it
Nome insegnamento: Elettrotecnica
Condivisione: INGEGNERIA INFORMATICA
Articolazione in moduli: NO
Settore Scientifico Disciplinare: ING/IND31
Docente responsabile:
Posizione docente responsabile:
AFFIDAMENTO
Crediti formativi universitari: 9
Numero ore riservate attività didattiche assistite: 87
Numero ore lezioni: 51
Numero ore esercitazioni: 36
Numero ore attività di laboratorio:
Numero ore riservate studio individuale: 138
Tipologia: ATTIVITA’ AFFINE E INTEGRATIVA
Lingua di insegnamento: Italiano
Collocazione: I anno II° semestre
Prerequisiti: ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA
Obiettivi formativi (risultati d’apprendimento previsti e competenze da acquisire – Descrittori di Dublino):
Il modulo di Elettrotecnica si propone di dare agli allievi le basi concettuali necessarie per affrontare le altre
discipline di tipo più applicativo previste dall’ordine degli studi: esso si articola nella teoria delle reti ed i principi di
conversione elettromeccanica dell’energia. Il modulo non è strutturato in lezioni ed esercitazioni tra loro distinte,
queste ultime, di solito, seguono immediatamente le lezioni di cui gli argomenti costituiscono l’applicazione.
Argomenti delle lezioni:
Richiami sulle Grandezze Elettriche e Magnetiche Fondamentali. Limiti della Teoria dei Circuiti
Richiami sulle grandezze elettriche fondamentali: Corrente, densità di corrente (di conduzione e di spostamento).
Leggi di Kirchoff alle correnti (LKC) e alle tensioni (LKT). Limiti di validità delle LKC e LKT. Regime quasi
stazionario, versi di riferimento per tensioni e correnti. Convenzione dell'utilizzatore e del generatore. Definizione
di n-polo, n-bipolo, bipolo e doppio bipolo. Definizione di potenza assorbita da un bipolo. L’n-polo principio di
equivalenza.
Soluzione di Circuiti Lineari
Definizione di grafo orientato, della matrice delle incidenze, di albero, coalbero. Definizione di bipolo controllabile
in tensione, in corrente e in tensione e corrente, passivi, inerti e lineari. Scrittura delle LKC usando la matrice
delle incidenze. Teorema di Tellegen. Teorema di sostituzione.
Scrittura delle 2l equazioni in 2l incognite per la soluzione di un circuito utilizzando le LKC, le LKT e le
caratteristiche dei componenti. Richiamo del concetto di generatore reale di tensione utilizzando la serie di un
generatore ideale di tensione ed un resistore. Principio di sovrapposizione degli effetti (P.S.E.).
Richiami sulla definizione di potenziale nodale. Metodo dei potenziali nodali: costruzione della matrice delle
conduttanze e del vettore dei termini noti. Metodo delle correnti alle maglie: costruzione della matrice delle
resistenze e del vettore dei termini noti. Metodi sistematici di risoluzione delle reti.
Soluzione di Circuiti con un Elemento Non Lineare
Teoremi di Thevenin e di Norton. Principio di reciprocità nelle reti elettriche. Soluzione di circuiti con un
componente non lineare. Determinazione del punto di lavoro di un diodo ideale e di un diodo Zener. Utilizzo del
diodo Zener per la realizzazione di un alimentatore stabilizzato.
Doppi bipoli
L’n-bipolo o l’n-porte. Rappresentazione di un doppio bipolo tramite la matrice delle conduttanze G, della matrice
delle resistenze R e della matrice ibrida H. Concetto di simmetria fisica ed elettrica di un doppio bipolo. Proprietà
delle matrici G, R e H. Legame tra i coefficienti della matrice H e quelli delle matrici R e G. Effetto della
reciprocità e della simmetria sugli elementi della matrice H. Definizione e caratterizzazione di un doppio bipolo
degenere.
I generatori dipendenti o pilotati e gli amplificatori operazionali.
Reti in regime non stazionario (transitorio)
I bipoli in regime dinamico: bipoli passivi. Introduzione ai regimi comunque variabili. Definizione dei vari
componenti: generatore di tensione E, di corrente I, resistore ideale e condensatore. Analisi del transitorio di un
circuito RC serie con alimentazione costante, alimentazione ad onda quadra. Determinazione del valore max,
min e medio a regime della tensione ai capi del condensatore; definizione di qualità utilizzando l'indice di qualità.
Definizione di induttore. Analisi del transitorio di un circuito RL serie. Analisi del transitorio di un RLC. I bipoli in
regime dinamico: bipoli attivi. Generatori ideali non costanti.
Reti in Regime Sinusoidale Permanente
Rappresentazione di una funzione sinusoidale con un vettore rotante. Nozione di numero complesso e sue
rappresentazioni (cartesiana, trigonometrica e polare). Rappresentazione di un vettore con un n° complesso e
viceversa. Definizione di impedenze di un resistore, di un induttore e di un condensatore. Soluzione di un circuito
in reg. sinusoidale permanente. Il circuito RLC con forzamento sinusoidale. Circuiti risonati: risonanza parallelo;
risonanza serie. Definizione della potenza attiva, reattiva, complessa ed apparente in regime sinusoidale
permanente. Il rifasamento.
Reti in regime variabile
Impiego del calcolo operatorio. Definizione di Laplace-trasformata. Proprietà delle L-trasformate. Tavole di
trasformazione. Antitrasformazione dei rapporti di polinomi. La trasformazione delle equazioni delle reti lineari
inizialmente a riposo. Impedenze e ammettenze operatoriali. La funzione di trasferimento. Condizioni iniziali.
Argomenti delle esercitazioni:
Richiami sulle Grandezze Elettriche e Magnetiche Fondamentali. Limiti della Teoria dei Circuiti
Utilizzo delle convenzioni. Costruzione del sistema di eq lineari con i principi di Kirchoff e dei legami caratteristici
per la soluzione di un circuito. Valutazione della resistenza equivalente di un bipolo: serie, parallelo,
trasformazione triangolo-stella. Definizione e applicazione dei partitore di tensione e di corrente.
Soluzione di Circuiti Lineari
P.S.E. Soluzione dei circuiti applicando: M.P.N., M.C.M., Teorema di Millmann.
Soluzione di Circuiti con un Elemento Non Lineare
Soluzione di un circuito con un componente non lineare (resistore non lineare, diodo ideale, diodo Zener)
applicando i teoremi di Thevenin e Norton.
Dimensionamento di uno stabilizzatore di tensione utilizzando un diodo Zener.
Doppi bipoli
Rappresentazione di un doppio bipolo tramite le matrici: R, G, H. Risoluzione di circuiti con generatori pilotati e
amplificatori operazionali
Reti in regime non stazionario. (transitorio)
Analisi del transitorio di un circuito RC serie. Come ricondursi ad un circuito RC serie applicando i principi di
Kirchoff e il teorema di Thevenin.
Analisi del transitorio di un circuito RL serie. Come ricondursi ad un circuito RL serie applicando i
teoremi di Thevenin e di Norton.
Reti in Regime Sinusoidale Permanente
Soluzione di un circuito in regime sinusoidale permanente applicando il metodo delle correnti alle maglie e il
metodo dei potenziali nodali. Costruzione del diagramma vettoriale delle grandezze caratteristiche del circuito
(correnti di lato e tensioni di lato). Risoluzione di circuito risonante.
Applicazione della conservazione delle potenze attive e delle potenze reattive.
Reti in regime variabile
Analisi nel dominio di laplace di circuiti in evoluzione dinamica.
Argomenti delle attività di laboratorio:
Modalità di frequenza: Obbligatoria
Modalità di erogazione: in aula attraverso i metodi tradizionali con uso della lavagna e del proiettore.
Metodi di valutazione:
Attraverso una prova scritta e una prova orale; entrambe obbligatorie.
Testi di riferimento:
- Appunti del corso.
- F. Ciampolini, Elettrotecnica Generale, Ed. Pitagora.
- C.A. Desoer, S. Kuh, Fondamenti di Teoria dei Circuiti, Ed. Franco Angeli.
- L. De Menna, Elettrotecnica, Vittorio Pironti Editore, Napoli.
- G. Someda, Elettrotecnica Generale, Ed. Patron Editore Bologna.
- G. Fabbricatore, Esercitazioni di Elettrotecnica, Ed. Pitagora Napoli.
Orario e aule lezioni:
www.dimes.unical.it
Calendario prove valutazione:
