Insegnamento
Teoria delle reti elettriche ed
Elettrotecnica
Corso di Laurea
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica
(DM 270/04)
Docente: Fabrizio Bellina
Anno
2
Periodo
didattico
1
Crediti
12
Anno accademico: 2013/2014
Obiettivi formativi specifici:
Il corso si propone di fornire i concetti, le grandezze e il metodo di approccio fisico alla base della dei fenomeni oscillatori e
della propagazione per onde, oltre ad un approfondimento tematico. A tale scopo i concetti e le leggi esposte verranno
applicati nella soluzione di semplici problemi e nell'effettuazione di varie esperienze pratiche di laboratorio.
Competenze acquisite:
- Capacità di analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici configurazioni di campo elettromagnetico quasi
stazionario
- Capacità di eseguire sintesi di semplici reti elettriche a parametri concentrati
- Capacità di analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici circuiti elettrici in regime stazionario, periodico e
variabile quasi stazionario.
- Lo studente inoltre acquisirà le competenze propedeutiche per lo studio dei campi elettromagnetici in regime variabile e
competenze di teoria dei circuiti propedeutiche allo studio dell'elettronica
Lezioni ed esercitazioni
Argomenti
Ore
Contenuti specifici
Cariche elettriche e campo di
corrente.
Carica elettrica e densità di carica. Densità ed intensità di corrente.
Equazione di continuità della carica.
3
Generalità sulle forze elettriche
Forze elettriche specifiche e campo elettrico. Lavoro elettrico, tensione.
Potenziale scalare, superfici equipotenziali. Lavoro elettrico e potenza
specifica.
4
Effetti resistivi
Leggi di Ohm e di Joule. Resistenza elettrica. Conducibilità dei materiali.
Legge costitutiva. Resistenza dei tubi di flusso di forma generica.
4
Generatori elettric
Comportamento a vuoto, forze elettromotrici impresse. Comportamento a
carico. Bilanci di potenza. Misure di tensione. Tipi di generatori.
3
Analisi delle reti in regime
stazionario
Dai campi ai circuiti. Potenza e lavoro elettrico. Amperometro, voltmetro e
wattmetro. Principi di Kirchhoff. Bipoli affini. Topologia delle reti di bipoli.
Metodi dei potenziali ai nodi e delle correnti di maglia. Teoremi sulle reti di
bipoli. Teoremi sulle reti di bipoli affini. Doppi bipoli affini e passivi. Sintesi
dei doppi bipoli. Generatori dipendenti
20
Campo elettro quasi statico
Potenziale elettrostatico. Esperienza di Faraday, induzione elettrica. Corpi
conduttori, principio di metallizzazione. Leggi costitutive, polarizzazione.
Equazioni di Laplace e di Poisson. Comportamento sulle superfici di
discontinuità. Condensatore, capacità parziali. Energia elettrostatica e
densità di energia.
12
Campo magneto quasi statico e
circuiti magnetici
Leggi di Faraday-Neumann e di Lenz. Induzione magnetica e potenziale
vettore magnetico. Vettore campo magnetico, legge di Ampere. Densità
di corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell. Equazioni di Laplace e
di Poisson. Comportamento sulle superfici di discontinuità.
Magnetizzazione dei materiali, leggi costitutive, isteresi magnetica.
Coefficienti di auto e mutua induzione. Auto e mutue inertanze. Lavoro di
magnetizzazione.Potenziale scalare magnetico, riluttanza, permeanza,
legge di Hopkinson. Nuclei ferromagnetici, leggi di Kirchhoff per i circuiti
magnetici. Circuiti con magneti permanenti. Induttori con nuclei
ferromagnetici.
17
Comportamento circuitale dei
condensatori e degli induttori
Risposta ad ingressi notevoli. Carica e scarica, costante di tempo.
Condensatori ed induttori in serie e parallelo, circuiti equivalenti
5
Generalità sulle grandezze
periodiche e sinusoidale
Grandezze periodiche. Rappresentazione nel dominio del tempo,
simbolica e fasoriale. Operazioni con le grandezze sinusoidali e fasoriali.
3
Analisi delle reti in regime
sinusoidale
Principi di Kirchhoff. Impedenza ed ammettenza. Sintesi serie e parallelo di
impedenze ed ammettenze. Potenza in regime sinusoidale. Teoremi delle
reti in regime sinusoidale. Studio in frequenza di alcuni bipoli passivi,
risonanza serie e parallelo. Doppi bipoli induttivi in regime sinusoidale.
19
Analisi delle reti trifasi
Sistemi di grandezze trifasi a stella e triangolo. Generatori e carichi
2
1
equilibrati, grandezze di linea e di fase. Potenze
Analisi delle reti in regime periodico
non sinusoidale
Serie di Fourier. Bipoli in regime periodico non sinusoidale. Potenze.
Generatori. Analisi delle reti in regime periodico non sinusoidale.
5
Analisi delle reti in regime variabile
Generalità. Condizioni iniziali. Analisi mediante equazioni differenziali.
Risposta allo stato zero ed all'ingresso nullo. Applicazione della
trasformazione di Laplace.
9
Totale ore lezioni ed esercitazioni
106
di cui di esercitazioni
30
Ulteriori attività di didattica assistita
Ore
Laboratorio
Seminari e/o testimonianze
Corsi integrativi
Visite guidate
Totale ore dedicate ad altre attività di didattica assistita
0
Totale ore complessive
106
Modalità d'esame: Prova scritta e orale
Testi consigliati:
- Appunti dalla lezioni
- M. Guarnieri: Elementi di elettrotecnica circuitale , Ed. Progetto, Padova, 2010.
- E. Tonti, E. Nuzzo: Gradiente, rotore, divergenza, Ed. Pitagora, Bologna, 2007.
- M. Guarnieri, G. Malesani: Elementi di Elettrotecnica: Reti Elettriche, Ed. Progetto, Padova, 1998.
- F. Bellina, P. Bettini, A. Stella, F. Trevisan: Esercizi di elettrotecnica, Ed. Progetto, Padova, 2005.
- M. Bagatin, G. Chitarin, D. Desideri, F. Dughiero et al.: Esercizi di Elettrotecnica - Reti Elettriche, Esculapio, Bologna,
2004.
- L.O. Chua, C.A. Desoer, E.S. Kuh: Circuiti lineari e non lineari, Ed. Jackson, Milano, 1991.
- G. Biorci: Fondamenti di elettrotecnica. Circuiti (2), Ed. UTET, Torino, 1984.
- Barozzi F., Gasparini F.: Fondamenti di Elettromagnetismo ed Elettrotecnica, Ed. UTET, Torino, 1989.
Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili al sito http://web.diegm.uniud.it/elettrotecnica
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