Docente

prof. aggr. Ruben SPECOGNA

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Per Elettrotecnica: il corso fornisce fondamentali competenze sulla teoria delle reti elettriche e sui campi elettrici e magnetici. Per Elettrotecnica e impianti elettrici civili: il corso fornisce una conoscenza preliminare dell'ingegneria elettrica ed è rivolto allo specialista in settori non elettrici dell'ingegneria, trasmettendogli le indispensabili conoscenze di base della teoria dei campi e dei circuiti, con applicazione agli impianti e cenni alle macchine elettriche.

Competenze acquisite

- Capacità d'analizzare semplici configurazioni di campo elettromagnetico quasi stazionario.
- Capacità d'analizzare semplici reti elettriche a parametri concentrati in regime DC, AC.
- Capacità di valutare semplici configurazioni di campo magnetico.
- Capacità di iniziare lo studio delle macchine elettriche rotanti.
- Capacità di individuare gli aspetti più importanti relativi alla sicurezza dei sistemi elettrici.
- Capacità d'analizzare semplici circuiti elettrici in regime stazionario, periodico e variabile.
- Capacità di ricavare i parametri globali equivalenti di reti a parametri concentrati.
- Capacità di formulare modelli campistici dei fenomeni elettrici e magnetici (equazioni di Maxwell) sia di tipo integrale che differenziale.
- Acquisisce competenze di teoria dei circuiti e dei campi elettrici e magnetici.

Programma

Cariche, corrente e forze elettriche: carica, densità di carica; densità ed intensità di corrente, equazione di continuità della carica; forze elettriche specifiche, campo elettrico; lavoro elettrico, tensione; forze conservative e non conservative; potenziale scalare (6 ore).
Effetti dissipativi: leggi di Ohm e di Joule; resistenza elettrica; leggi costitutive; tipi di resistori (4 ore).
Generatori elettrici: lavoro elettrico del campo coulombiano; comportamento a vuoto ed a carico, forze elettromotrici; misure di tensione nei generatori; bilanci di potenza; tipi di generatori (4 ore).
Circuiti elettrici in regime stazionario: definizione di rete elettrica e regime di funzionamento; potenza e lavoro elettrico; topologia delle reti di bipoli, leggi di Kirchhoff, teorema di Tellegen; metodi di soluzione e teoremi delle reti di bipoli affini (16 ore).
Fenomeni dielettrici: vettore spostamento elettrico, teorema di Gauss; corpi conduttori immersi in un campo elettrostatico; equazioni costitutive per i materiali dielettrici; condensatore, capacità; energia elettrostatica; bipolo condensatore; carica e scarica del condensatore (8 ore).
Fenomeni magnetici: leggi di Faraday-Neumann e di Lenz, forze elettromotrici indotte e mozionali; vettori induzione magnetica, potenziale vettore magnetico; legge di Ampere, vettore campo magnetico; equazioni costitutive, isteresi magnetica; coefficienti di auto e mutua induzione; lavoro di magnetizzazione, energia magnetica, lavoro d'isteresi; forze nel campo magnetico; bipolo induttore, carica e scarica di un induttore (8 ore).
Reti in regime sinusoidale: rappresentazione nel dominio del tempo, simbolica e fasoriale. Comportamento di resistori, condensatori ed induttori in regime sinusoidale; generatori; impedenza, reattanza, ammettenza; sintesi serie e parallelo di impedenze ed ammettenze; principi di Kirchhoff; potenza; strumenti di misura in regime sinusoidale; teoremi sulle reti in regime sinusoidale; studio in frequenza dei bipoli passivi, risonanza serie e parallelo (12 ore).
Doppio bipolo induttore: doppio bipolo induttore in regime sinusoidale, schemi equivalenti del trasformatore con accoppiamento perfetto e non ma senza dissipazioni (2 ore).
Esercitazioni (16 ore).

Bibliografia

- e.book di "Appunti dalle lezioni"
- P. Lorrain, D. P. Corson, F. Lorrain, "Electromagnetic Fields and Waves", Freeman and Company, New York
- M. Guarnieri, A. Stella: "Principi ed Applicazioni di Elettrotecnica", Vol. 1°, Ed. Libreria Progetto, Padova
- Chua, Desoer, Khu, “Circuiti Lineari e non Lineari”, Jackson libri

Modalità d'esame

prova scritta e orale

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili alla pagina