INFORMAZIONI SU

Elettrotecnica

Programma dell'insegnamento di Elettrotecnica - cdl in Ingegneria Meccanica

Docente

prof. Francesco TREVISAN

Crediti

9 CFU

Obiettivi formativi specifici

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 alle macchine elettriche.

Competenze acquisite

- Capacità d'analizzare semplici configurazioni di campo elettromagnetico quasi stazionario.
- Capacità d'analizzare semplici reti elettriche a parametri concentrati.
- Principi di elettromeccanica.
- Analizzare semplici reti elettriche.
- Valutare semplici configurazioni di campo magnetico.
- Iniziare lo studio delle macchine elettriche rotanti.
- Individuare gli aspetti più importanti relativi alla sicurezza dei sistemi elettrici.

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 (4 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; metodi di soluzione e teoremi delle reti di bipoli affini (15 ore).
Fenomeni dielettrici: vettore campo elettrico, potenziale elettrostatico; vettore spostamento elettrico, teorema di Gauss; corpi conduttori; polarizzazione, equazioni costitutive per i materiali dielettrici; condensatore, capacità; energia elettrostatica; bipolo condensatore; carica e scarica del condensatore (12 ore).
Fenomeni magnetici: leggi di Faraday-Neumann e di Lenz; vettori induzione magnetica, potenziale vettore, campo elettrico; legge di Ampere, vettore campo magnetico; energia magnetostatica; magnetizzazione, 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 (12 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; 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; teorema del massimo trasferimento di potenza (10 ore).
Doppio bipolo induttore: doppio bipolo induttore in regime sinusoidale, schemi equivalenti del trasformatore con accoppiamento perfetto e non ma senza dissipazioni (4 ore).
Transitori di reti lineari di bipoli con ingressi limitati: studio del circuito del II ordine RLC serie in evoluzione libera; caso sovra smorzato, sottosmorzato e con smorzamento critico (4 ore).
Circuiti del II ordine RLC serie/par in evoluzione libera: caso sovra smorzato, sottosmorzato e con smorzamento critico; esempi (4 ore).
Risposta al gradino: risposta al gradino di un circuito RLC parallelo nei casi sovrasmorzaro, con smorzamento critico e sottosmorzato; esempio; circuito del secondo ordine in generale (3 ore).
Reti trifasi: terne trifasi, tensioni e correnti concatenate e stellate; carichi e generatori a stella e triangolo; rete ridotta monofase; potenza, rifasamento; misure in reti trifasi (8 ore).
Principi di elettromeccanica: principio di funzionamento delle macchine elettriche rotanti; f.e.m. indotta; potenza convertita e coppia sviluppata; struttura delle macchine rotanti (6 ore).
Esercitazioni (30 ore).

Bibliografia

- e.book di "Appunti dalla 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