Insegnamenti

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Docente
BARBARA CANNAS (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/77]  INGEGNERIA CHIMICA [77/00 - Ord. 2015]  PERCORSO COMUNE 6 60
[70/78]  INGEGNERIA MECCANICA [78/00 - Ord. 2011]  PERCORSO COMUNE 6 60

Obiettivi

Lo scopo del corso è quello di fornire agli allievi ingegneri non specialisti del settore una conoscenza dell’Elettrotecnica e delle sue applicazioni fondamentali. Lo studente acquisirà conoscenze e competenze basilari necessarie per l’analisi dei circuiti elettrici sia in regime stazionario che sinusoidale, sia monofase che trifase.
Vengono altresì forniti elementi di base riguardanti il principio di funzionamento ed il modello circuitale del trasformatore e del motore asincrono.

Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere e comprendere il comportamento dei circuiti elettrici in regime stazionario e sinusoidale, sia monofase che trifase, ed i metodi di analisi. Conoscere e comprendere il problema del rifasamento dei carichi elettrici. Conoscere il principio di funzionamento e le caratteristiche costruttive del trasformatore. Conoscere il principio di funzionamento del motore asincrono e le problematiche relative all’avviamento e alla regolazione della velocità. Comprendere i circuiti equivalenti che descrivono il comportamento elettromagnetico del trasformatore e del motore.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Scegliere e applicare i metodi di analisi più opportuni per circuiti elettrici in regime stazionario e sinusoidale, sia monofase che trifase; dimensionare le batterie di condensatori per il rifasamento dei carichi, scegliere un trasformatore; determinarne i parametri del circuito equivalente a partire dai dati di targa.
Abilità comunicative
Capacità di comunicare con i termini tecnici propri dell’elettrotecnica, impiegare rappresentazioni grafiche per la descrizione di circuiti elettrici, trasformatori o motori asincroni.
Saper descrivere in forma scritta in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli obiettivi, il procedimento ed i risultati delle elaborazioni effettuate.

Autonomia di giudizio
Avere la capacità di interpretare e verificare i risultati ottenuti.

Capacità di apprendimento
Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti come le norme CEI o testi tecnici.

Prerequisiti

Conoscenza degli argomenti di base dei seguenti corsi: Analisi (I e II); Fisica (I e II); Geometria e Algebra.

Contenuti

Introduzione
Sistemi di unità di misura
Carica e Corrente
Tensione
Potenza ed Energia
Elementi circuitali

Reti elettriche lineari in regime stazionario:
Convenzione dei generatori e degli utilizzatori
La legge di Ohm
Nodi, rami, e maglie
Leggi di Kirchhoff
Equivalenze: trasformazioni triangolo-stella e stella-triangolo, resistori in serie e partitore di tensione, resistori in parallelo e partitore di corrente
Principio di sovrapposizione degli effetti
Teoremi di Thevenin e Norton
Teorema di Milmann
Condizione di massimo trasferimento di potenza.
Analisi delle reti elettriche: metodo delle correnti di maglia, metodo dei potenziali nodali
Amplificatori operazionali

Reti elettriche in regime sinusoidale:
Introduzione.
Rappresentazioni delle grandezze sinusoidali: rappresentazione in funzione del tempo, rappresentazione complessa, rappresentazione fasoriale.
Il metodo simbolico.
Componenti ed equazioni costitutive: resistore, condensatore induttore, amplificatore operazionale, generatori.
Impedenza e Ammettenza.
Potenze in regime sinusoidale: potenza istantanea, attiva, reattiva, complessa e apparente.
Teorema di Tellegen e Teorema di Boucherot.
Condizioni di massimo trasferimento di potenza.
Analisi delle reti elettriche in regime sinusoidale: metodo dei potenziali ai nodi e delle correnti di maglia.
Il Teorema di Thevenin e il teorema di Norton.
Principio di conservazione della potenza attiva e reattiva.
Rifasamento dei carichi monofase.
Reti trifase.

Richiami di Elettromagnetismo:
Magnetismo nel vuoto: legge di Biot e Savart, legge di Ampere, Flusso magnetico, Auto e mutua induzione.
Induzione elettromagnetica: legge di Lenz, f.e.m. dovuta al movimento, forza su una carica in movimento.
Magnetismo nei mezzi materiali: proprietà magnetiche della materia: (diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo), Energia di magnetizzazione e ciclo di isteresi; perdite per isteresi. Perdite per correnti parassite,

Trasformatore:
Accoppiamento perfetto e trasformatore ideale.
Accoppiamento non perfetto
Circuiti accoppiati su ferro e modello semplificato.
Caratteristiche costruttive: nucleo, e sistemi di raffreddamento.
Trasformatore reale.
Funzionamento sotto carico.
Reti equivalenti semplificate.

Il motore asincrono
Principio di funzionamento
Il campo magnetico rotante
Caratteristiche costruttive: statore e rotore.
Rete equivalente e diagramma fasoriale
Bilancio energetico e rendimento.

Metodi Didattici

40 ore di lezioni frontali
20 ore di esercitazioni e laboratorio di circuiti elettrici
Le lezioni si svolgono prevalentemente in maniera tradizionale attraverso l’utilizzo della lavagna, con il supporto di slides Power Point messe a disposizione degli studenti. Le esercitazioni consistono nello svolgimento da parte del docente e degli allievi di esercizi di analisi delle reti elettriche.
Verranno svolte due simulazioni di esame, prima delle prove intermedie.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avviene mediante lo svolgimento di una prova scritta ed un colloquio orale. Il voto terrà conto anche della qualità dell'esposizione scritta e orale.
La prova scritta, per valutare principalmente le capacità operative, prevede la risoluzione di uno o più problemi riguardanti l’analisi delle reti elettriche, trasformatori, i motori asincroni. Il punteggio della prova è espresso in trentesimi, pesando il voto attribuito ai diversi esercizi in base all’impegno richiesto per la loro risoluzione. Durante lo svolgimento della prova sarà permesso l’uso della sola calcolatrice scientifica non in rete, mentre
non sarà permesso l’uso di testi di qualunque genere, cellulari, tablet e computer. Non sarà inoltre permesso ai candidati, a pena di esclusione, di comunicare tra loro o con altri verbalmente o per iscritto.
Gli studenti che superano la prova scritta possono accedere alla prova orale, in cui si discute il contenuto dell’elaborato scritto e si accertano il grado di conoscenza teorica (componenti elettrici, teoremi per l’analisi delle reti, principi di funzionamento del trasformatore e del motore asincrono, schemi equivalenti) e le capacità espositive dell’allievo.

Sono inoltre previste due prove di apprendimento in corso d’anno in forma scritta consistenti nella risoluzione di una serie di esercizi sulle diverse parti del programma del corso e sulla discussione del compito consegnato. Le prove intermedie sono riservate agli studenti frequentanti.

Il testo delle prove d’esame è disponibile sul sito del docente.

Testi

•R. Perfetti "Circuiti elettrici" Zanichelli;
•G. Fabricatore “Elettrotecnica e Applicazioni” Liguori, Napoli; (per il trasformatore edio motore asincrono)
*****
•G.Rizzoni “Elettrotecnica, Principi e Applicazioni” McGraw-Hill.

Altre Informazioni

La frequenza non è obbligatoria ma altamente raccomandata, così come lo studio sistematico del programma svolto a lezione, l’analisi critica delle esercitazioni svolte in aula e la risoluzione personale di esercizi aggiuntivi (reperibili nei testi consigliati).
Durante il corso sarà fornita copia dei lucidi utilizzati a lezione.

Questionario e social

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