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FM2
1. IL MODELLO CIRCUITALE A COSTANTI CONCENTRATE (9 ore)1
A) Introduzione al corso: definizione ed inquadramento della disciplina Teoria dei Circuiti, obiettivi del
corso, collegamenti con altre discipline; (2 ore)
B) Derivazione formale del Modello Circuitale a Costanti Concentrate: descrizione del fenomeno
elettromagnetico (equazioni di Maxwell), il problema fondamentale dell’elettromagnetismo (approcci
campistico e circuitale), l’Ipotesi delle Costanti Concentrate (enunciati, verifica e conseguenze), il
Circuito a Costanti Concentrate; (3 ore)
C) Elementi ideali costituenti i circuiti: bipoli e reti 2-porte, loro caratterizzazione energetica, leggi di
Kirchhoff, proprietà generali (linearità, permanenza, reciprocità, passività, causalità), bipoli ideali
(resistore, induttore, condensatore, generatore indipendente di corrente, gen. indip. Di tensione, corto
circuito, circuito aperto), incongruenze dovute all’idealizzazione, reti 2-porte ideali passive (induttori
mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, giratore), reti 2-porte ideali attive (generatori controllati,
nullore), ridondanza dell’insieme degli elementi ideali, connessioni e trasformazioni elettriche
elementari; (3 ore)
D) Proprietà topologiche del modello circuitale: nozioni generali, grafo orientato associato al circuito,
insiemi delle variabili indipendenti, proprietà topologiche di maglie e tagli fondamentali, legame tra le
leggi di Kirchhoff e sue conseguenze (ortogonalità dei vettori di tensione e corrente, teorema di tellegen),
grafi non connessi, note sulla dualità del modello. (2 ore)
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Comprensive di teoria ed esercitazioni
2. L’ANALISI DEI CIRCUITI NEL DOMINIO DEL TEMPO (CONTINUO E DISCRETO) E DELLA
VARIABILE COMPLESSA DI LAPLACE (12 ore)
E) Metodi di analisi circuitale: il problema fondamentale della teoria dei circuiti, schema concettuale di
analisi, metodi su base tagli e nodi, metodo delle maglie, cenni ad altri metodi; (4 ore)
F) Analisi di circuiti con memoria: analisi nel dominio del tempo (approccio analitico), funzioni tipiche,
trasformazione di Laplace, circuito fittizio nel dominio di Laplace, analisi nel dominio di Laplace,
condizioni iniziali, operazioni di trasformazione ed antitrasformazione (sviluppo in frazioni parziali); (7
ore)
G) Analisi automatica di circuiti: giustificazioni ed obiettivi, circuiti senza memoria con eccitazioni
costanti (algoritmo complessivo), circuiti s.m. con eccitazioni variabili (simulatore digitale), circuiti con
memoria (metodi alle differenze finite), interpretazione circuitale dei metodi alle differenze finite,
valutazione dell’errore di approssimazione, riduzione del costo computazionale; (3 ore)
3. LE FUNZIONI DI RETE E LA STABILITA’ DEI CIRCUITI (2 ore)
H) Funzioni di rete: risposta completa del circuito, definizione e proprietà delle funzioni di rete, risposta
impulsiva, stabilità dei circuiti e suo accertamento, circuiti passivi ed attivi, suddivisione della risposta in
libera e forzata; (2 ore)
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4. LA RISPOSTA A REGIME PERMANENTE E L’ANALISI DEI CIRCUITI NEL DOMINIO DELLA
FREQUENZA (12 ore)
I) Regime permanente sinusoidale e non sinusoidale: risposta transitoria e risposta permanente, ipotesi
di esistenza del regime permanente e loro estensioni, fasori (definizioni e proprietà), analisi in r.p.
(metodo dei fasori), circuito fittizio nel dominio dei fasori, aspetti energetici nel r.p. (potenza attiva,
reattiva, complessa ed apparente), principio conservazione della potenza, espressioni di potenza attiva e
reattiva per i componenti elementari, bilancio energetico del circuito, rifasamento di un carico reattivo,
massimo trasferimento di potenza attiva in un carico bipolare, eccitazioni sinusoidali di frequenza
diversa, potenza attiva in r.p. non sinusoidale, sviluppo in serie di Fourier per eccitazioni periodiche; (8
ore)
L) Analisi in frequenza: trasformazione di Fourier per eccitazioni non periodiche, legame tra trasformaz.
di Fourier e trasformaz. di Laplace, metodo di analisi in frequenza, risposta in ampiezza e fase, funzione
di rete a fase minima e passa tutto, ritardo di gruppo e di fase (definizioni), filtri (passa-basso, passa-alto,
passa-banda), circuiti risonanti, analisi automatica in frequenza, normalizzazione; (4 ore)
5. LA CARATTERIZZAZIONE ESTERNA DEI CIRCUITI: RAPPRESENTAZIONE DI BIPOLI E RETI
2-PORTE (9 ore)
M) Caratterizzazione esterna dei circuiti: punto di vista “esterno”, blocco N-porte disattivato,
caratterizzazione esterna dei bipoli, teorema di sostituzione, teoremi di Norton e di Thevenin (bipoli
contenenti eccitazioni), caratterizzazione esterna di reti 2-porte (Thevenin generalizzato),
rappresentazioni comuni di reti 2-porte disattivate, esistenza ed equivalenze delle rappresentazioni
comuni, connessione di reti 2-porte, conseguenze sulle rappresentazioni di reciprocità e simmetria,
analisi circuitale in presenza di reti 2-porte, reti 2-porte tipiche (trasformazioni ed equivalenze); (4 ore)
6. IL CIRCUITO DIGITALE COME ESTENSIONE DEL MODELLO A COSTANTI CONCENTRATE (4
ore)
N) Circuiti digitali: versatilità del modello circuitale (circuiti non elettrici), modello bi-direzionale e
uni-direzionale, modello unidirezionale a ritardo costante (URC), risposta impulsiva finita (FIR) ed
infinita (IIR), caratteristiche modello URC tempo-discreto, analisi modello URC tempo-discreto, uso
della trasformazione Z, definizione di circuito digitale, sintesi diretta di circuiti digitali, equivalenza tra
simulatore e circuito digitale, valutazione strutturale dell’errore di approssimazione, trasformazione
diretta da circuito analogico a circuito digitale. (4 ore)
TOTALE ORE: 50 (teoria ed esercizi)
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