Elettrotecnica

 

Informazioni da fornire per ogni singolo insegnamento

Denominazione dell’insegnamento:  Elettrotecnica                           

Corso di Laurea o di Laurea Magistrale :  Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica ed Informatica                  

SSD:   ING/IND31                                                                   Numero C.F.U.:  9               

Titolari:  Formisano Alessandro                           

 

 

Obiettivi del corso

 

Obiettivi di apprendimento: fornire gli strumenti per analizzare circuiti elettrici lineari a parametri concentrati, sia in regime stazionario e sinusoidale, sia in evoluzione transitoria, nel dominio del tempo e nel dominio della variabile di Laplace; fornire agli allievi gli elementi di base per la comprensione delle macchine elettriche più diffuse.

Obiettivi professionalizzanti: saper modellare e analizzare un dispositivo elettromagnetico utilizzando la rappresentazione circuitale a parametri concentrati; saper analizzare sistemi trifase; saper analizzare le prestazioni di trasformatori, motori asincroni e dinamo.

 

 

 

Programma del corso

1. Introduzione del modello circuitale. Nozione di tensione e corrente elettrica, potenza elettrica, nozione di n-polo e n-porta. Riferimenti e convenzioni. Classificazione e proprietà dei componenti, principali componenti ideali.

2. Modelli per le reti elettriche. I modelli fondamentali: le equazioni di Kirchhoff. Elementi di topologia delle reti, la matrice di incidenza e la formulazione matriciale delle EK. Gli strumenti per la analisi delle reti lineari adinamiche: modelli su base di correnti di lato, di correnti di maglia e di potenziali nodali. La nozione di doppio bipoli, reti di doppi bipoli.

3. Teoremi. Il teorema di Tellegen. Il principio di sovrapposizione. La nozione di equivalenza, tecniche di riduzione di circuiti di bipoli, i teoremi dei generatori equivalenti. Teoremi di non amplificazione, Teorema del 2-porta equivalente.

4. Regimi periodici. Circuiti lineari in regime periodico: il regime sinusoidale e il metodo simbolico. Gli strumenti per la analisi di reti lineari tempo-invarianti adinamiche e dinamiche in regime periodico, sinusoidale e non, vettori rappresentativi e operatori complessi: impedenza e ammettenza operatoriale. La potenza complessa e la sua conservazione. I fenomeni di risonanza. Circuiti accoppiati: il trasformatore ideale; modelli dei circuiti accoppiati. Il rifasamento. Reti trifase simmetriche ed equilibrate, rifasamento in sistemi trifase, misura di potenza trifase.

5. Modelli per le reti in transitorio. Modello e ordine di una rete, integrale generale e integrale particolare, soluzione in transitorio e a regime, principio di continuità dell’energia. Classificazione dei modi. Stabilità. Il trattamento delle condizioni iniziali. Analisi nello spazio di Laplace: la trasformata di Laplace, la funzione di rete, la impedenza operatoriale, il trattamento delle condizioni iniziali.

7. Macchine elettriche.  Il trasformatore monofase: principio di funzionamento, circuiti mutuamente accoppiati, flussi dispersi, perdite nel rame e nel ferro. Il circuito equivalente lineare completo e semplificato. La prova in corto e in aperto, calcolo del rendimento. La conversione elettromeccanica: principi generali, la forza di Lorentz. La macchina asincrona trifase: principio di funzionamento, dipendenza della forza elettromotrice/controlettromotrice dai parametri di funzionamento, circuiti equivalenti completi e semplificati, condizioni di funzionamento, rendimento. La macchina in corrente continua, dinamo e motore, condizioni di eccitazione, calcolo del rendimento. Elementi di controllo della macchina in corrente continua.

Curricula scientifici dei docenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Alessandro Formisano

 

Competenze attese in ingresso e/o Propedeuticità

Competenze Attese: analisi matematica di base, geometria, fisica. In modo particolare, conoscenza di: algebra matriciale nel dominio reale e complesso, derivate, integrali, equazioni differenziali ordinarie, trasformate di Laplace.

Abilità Attese: saper risolvere sistemi di equazioni algebriche in algebra reale e complessa, saper derivare ed integrare funzioni, saper risolvere sistemi di equazioni differenziali, saper applicare le trasformate e anti trasformate di Laplace; saper utilizzare un personal computer.

Propedeuticità: È consigliato aver superato gli esami di Matematica 1, Geometria, Fisica1

 

Risultati d’apprendimento attesi

Risultati di Apprendimento Attesi: relazioni caratteristiche dei componenti a parametri concentrati, relazioni fondamentali della teoria dei circuiti, teoremi e metodi dell’analisi dei circuiti in regime stazionario, metodo simbolico, teoremi e metodi per l’analisi dei circuiti in regime sinusoidale, analisi nel tempo del comportamento dinamico di un circuito, uso della trasformata di Laplace per l’analisi circuitale, analisi in frequenza di un circuito, il modello del trasformatore monofase, della macchina asincrona e della macchina in corrente continua. Conoscenza dei metodi di analisi numerica per i circuiti elettrici.

Abilità Attese: saper analizzare circuiti lineari a parametri concentrati in regime stazionario, sinusoidale e in evoluzione transitoria; saper eseguire l’analisi in frequenza di circuiti e saper riconoscere la tipologia di un filtro passivo e attivo; saper determinare i parametri circuitali di circuiti mutuamente accoppiati; saper analizzare un trasformatore monofase partendo dai dati di targa; saper valutare le prestazioni e il rendimento di motori asincroni e di macchine in corrente continua; saper analizzare un circuito mediante codici di simulazione numerica.

Competenze attese: essere in grado di valutare l’applicabilità della teoria dei circuiti e costruire il relativo modello a parametri concentrati per dispositivi di media complessità; saper risolvere il relativo modello con gli strumenti della teoria dei circuiti.

Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di valutare criticamente i risultati dell’analisi circuitale.

Capacità di apprendere: saper integrare le conoscenze da varie fonti al fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse all’analisi di circuiti e dispositivi elettrici.

 

Anno del corso di studio in cui è inserito

 2

Testi di riferimento

G. Miano, M. De Magistris, Circuiti, Springer;

A. R. Hambley, Elettrotecnica, McGraw-Hill

Materiale didattico aggiuntivo

Sono resi disponibili a cura del docente: Alessandro Formisano

 

Modalità di erogazione

Tradizionale.

Sede

Via Michelangelo - Via Roma 29 Aversa.

Organizzazione della didattica

La didattica è organizzata in due gruppi di lezioni, al primo e al secondo semestre, con didattica frontale e esercitazioni in aula.

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Metodi di valutazione

Sono previste una prova scritta e un successivo colloquio orale. Per gli studenti che frequentano il corso, sono previste delle prove durante il corso che consentono, se superate, l’esonero dalla parte scritta.

Dati statistici delle votazioni conseguite dagli studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Alessandro Formisano

 

Calendario delle attività didattiche

Dal 14 settembre al 21 dicembre 2013, sito _____________________

Eventuali attività di supporto alla didattica

Sono previsti incontri per spiegazioni collettive e approfondimenti a cadenza settimanale.

Orari di ricevimento studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Alessandro Formisano

 

Calendario delle prove di esame

Disponibile sul sito esami.ceda.unina2.it e sul sito del docente: Alessandro Formisano