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PORTALE DELLA DIDATTICA

Elettrotecnica

01AULLX

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 67
Esercitazioni in aula 15
Esercitazioni in laboratorio 18
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Repetto Maurizio Professore Ordinario ING-IND/31 67 15 0 0 18
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/31 10 B - Caratterizzanti Ingegneria elettrica
2019/20
Obiettivi del corso: - Fornire agli studenti le cognizioni fondamentali del metodo circuitale per l’analisi dei fenomeni elettromagnetici e della teoria dei circuiti - Acquisire capacità operative per la soluzione analitica e automatica dei circuiti; - Verificare in laboratorio tecnologico e informatico le principali nozioni acquisite nelle lezioni frontali.
Course objectives - provide the basis of the circuit method for the solution of electromagnetic problems and of network theory - develop operative skills for the analytical and automatic solution of electrical circuits - verify theory knowledge in technological and informatics lab
Capacità di risolvere in maniera analitica una rete elettrica in diverse condizioni di funzionamento. Capacità di utilizzare in maniera critica alcuni strumenti di soluzione automatica dei circuiti. Conoscenza di base della strumentazione di laboratorio elettrico.
Skills in the analytical solution of an electrical network in different operating conditions. Use of different tools for the automatic analysis of circuits. Basic knowledge of electrical lab instruments.
Il corso sviluppa al suo interno molti dei concetti di base dell’analisi dei circuiti, e’ pero’ necessario possedere una conoscenza di base dei seguenti concetti forniti dagli insegnamenti di base: Regole di derivazione e integrazione Equazioni differenziali Numeri complessi Concetti di base delle equazioni di Maxwell
The course will develop its own concepts for circuit analysis, anyway a basic knowledge of the following topics, acquired in basic courses, is needed: Basics of calculus derivation/integration Ordinary Differential Equations Complex numbers Basics of Maxwell equations
1. Analisi circuitale dei fenomeni elettromagnetici: circuiti elettrici come modello di fenomeni fisici, il concetto di bipolo, le grandezze elettriche: tensione, corrente e potenza, unità e strumenti di misura, cenni alla topologia dei circuiti, leggi di Kirchhoff, ipotesi fondamentali del modello circuitale (6 ore). 2. Componenti: equazioni costitutive di resistore ideale, calcolo di resistenza, condensatore ideale, induttore ideale e induttori accoppiati, generatori di tensione e di corrente ideali, corto circuito e circuito aperto, collegamento in serie ed in parallelo di bipoli, caso particolare di serie e parallelo di resistori; partitore di tensione e di corrente, trasformazioni stella-triangolo e vv., componenti non ideali (9 ore). 3. Metodi per la soluzione di circuiti adinamici: metodo algebrico per la soluzione di circuiti adinamici. Teoremi di rete, teorema di sovrapposizione, circ. equivalente di Thevenin e Norton, Massimo trasferimento di potenza nei circuiti lineari e non lineari. Teorema di Tellegen (16 ore). 4. Circuiti dinamici elementari: Variabili di stato. Transitori nei circuiti RC e RL del primo ordine. Concetto di transitorio e regime nelle reti lineari (4.5 ore). 5. Circuiti in regime sinusoidale: metodo simbolico e fasori, leggi di Kirchhoff ed equazioni costitutive nel dominio della frequenza, impedenza e ammettenza dei bipoli. Potenza in regime sinusoidale, potenza attiva, reattiva e complessa. Teorema di Boucherot per le potenze, rifasamento (12 ore). 6. Comportamento in frequenza: definizioni, funzione di trasferimento, diagrammi di Bode e scala in deciBel, filtri passivi del primo ordine, risonanza e filtri del secondo ordine (7.5 ore) 7. Circuiti trifase: definizioni, generatori e carichi trifase, collegamenti a stella e triangolo, metodi di soluzione di circuiti trifase simmetrici ed equilibrati. Potenza nei circuiti trifase e sua misura. Sistema trifase con neutro (6 ore). 8. Doppi bipoli: rappresentazioni circuitali, matrici impedenza, ammettenza e ibride, parametri di trasmissione (6 ore). 9. Trasformata di Laplace: definizioni operative. Soluzioni dei circuiti mediante trasformata di Laplace (6 ore)
1. Circuit analysis of electromagnetic phenomena: lumped parameter model of physical phenomena, dipoles and electrical quantities: voltage, current and power, units and measurement instruments, circuit topology, Kirchhoff laws, fundamental hypothesis of circuit model (6 hours) 2. Components: constitutive equations of the ideal resistor, resistance computation, ideal capacitor, ideal inductor and coupled inductors, voltage and current sources, open and short circuits, series and parallel connections, voltage and current divider, wye-delta formulas, non ideal components (9 hours) 3. Methods for the solution of DC circuits: algebraic method, network theorems, superposition theorem, Thevenin and Norton equivalent circuits, maximum power transfer for linear and nonlinear components, Tellegen theorem (16 hours) 4. Time dynamics of circuits:state variables, time analysis in RC and RL first order circuits, transient and steady state concepts in linear circuits (4.5 hours) 5. Sinusoidal analysis of circuits: complex number phasor representation, Kirchhoff laws in the frequency domain, dipole impedance and admittance. Power in sinusoidal steady state: active and reactive power, complex power. Boucherot theorem, power factor correction (12 hours) 6. Frequency response: definitions, transfer function, Bode diagrams and decibel, first order filters, resonance and second order filters (7.5 hours) 7. Three-phase circuits: definitions, three-phase sources and loads, wye and delta connections, solution methods for symmetrical and balanced circuits, power in three-phase system. Unbalanced three-phase circuits: neutral wire (6 hours) 8. Two-port networks: circuit representations, impedance and admittance matrices, hybrid representations, transmission parameters (6 hours) 9. Laplace's transform: operative definitions. Circuit solution by means of Laplace approach. (6 hours)
Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di esercitazione in aula, in laboratorio tecnologico ed in laboratorio informatico. Nel dettaglio le attivita’ previste sono: Esercitazioni in aula (15 ore). Esercitazioni in laboratorio laboratorio tecnologico: a. costruzione e misura circuiti resistivi (3 ore); b. circuiti nel tempo, carica e scarica condensatore ed induttore, (3 ore); c. circuiti in regime sinusoidale, rifasamento, circuiti trifase (3 ore). laboratorio informatico a. analisi al calcolatore, analisi DC, analisi AC (3 ore); b. analisi nel tempo, transitori del secondo ordine (3 ore); c. circuiti con elementi nonlineari (3 ore). Le attivita' in laboratorio tecnologico ed informatico sono riservate agli studenti in debito di frequenza.
Besides classroom activity with theory and exercise, informatics and technological lab exercises are foreseen: Classroom exercise (15 hours) Laboratory activity Technology lab a. resistive circuitis (3 hours) b. time analysis of circuits: RC and RL charge and discharge (3 hours) c. sinusoidal steady state analysis, power factor correction, three-phase circuits (3 hours) Informatic lab a. computer analysis of DC and AC circuits (3 hours) b. time domain analysis, second order circuits (3 hours) c. circuits with nonlinear elements (3 hours) Lab activity are available for student attending the course for the first time.
M. Repetto, S. Leva, Elettrotecnica, Elementi di teoria ed esercizi, Città Studi Edizioni, Torino, Italia (2018, 2a edizione) A. Canova, G. Gruosso, M. Repetto, Elettrotecnica esercizi svolti, Societa’ Editrice Esculapio. Bologna, Italia (2010) Slide del corso disponibili su portale della didattica Materiale didattico su esercitazioni in laboratorio informatico e tecnologico disponibile su portale della didattica Testi approfondimento C.A. Desoer, E.S. Kuh, Fondamenti di teoria dei circuiti, Franco Angeli editore, MIlano C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, The McGraw-Hill Companies Inc. P.P. Civalleri, Elettrotecnica, Levrotto&Bella
M. Repetto, S. Leva, Elettrotecnica, Elementi di teoria ed esercizi, Città Studi Edizioni, Torino, Italia (2018, 2nd edition) A. Canova, G. Gruosso, M. Repetto, Elettrotecnica esercizi svolti, Societa’ Editrice Esculapio. Bologna, Italia (2010) Slide del corso disponibili su portale della didattica Education material on lab activity available on course web portal Reference text books C.A. Desoer, E.S. Kuh, Basic Circuit Theory, McGraw-Hill Inc.,US (1 dicembre 1969) C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, The McGraw-Hill Companies Inc. P.P. Civalleri, Elettrotecnica, Levrotto&Bella
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria;
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; L'esame è composto da una prova scritta e da una prova orale, entrambe obbligatorie. La prova scritta consiste nello svolgimento di quattro (4) esercizi articolati in un certo numero di quesiti. La durata della prova e’ di due ore. Il voto massimo previsto per la prova scritta è di 30/30. Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito tenere e consultare appunti, libri, fogli con esercizi e formulari. Nella valutazione vengono privilegiati gli aspetti metodologici proposti per la soluzione degli esercizi. L'accesso alla prova orale richiede che la valutazione della prova scritta non risulti gravemente insufficiente. La prova orale consiste in alcune domande riguardanti la parte di teoria e/o la soluzione di circuiti. Per gli studenti che frequentano per la prima volta, e che hanno partecipato alle esercitazioni in laboratorio, esiste la possibilita' di contabilizzare la attivita' svolte che concorreranno alla valutazione di esame nella misura di massimo 6 trentesimi, secondo le procedure che verranno comunicate ad inizio corso. Per coloro che decidono di aderire a questa modalità la prova scritta sara' composta da tre (3) esercizi articolati in un certo numero di quesiti. In questo caso, il voto massimo previsto per la prova scritta è di 24/30. La durata della prova e' di un'ora e mezza. Rimangono identiche le altre modalita' prima definite. Il punteggio legato al laboratorio e' spendibile entro l'anno accademico.
Exam: written test; compulsory oral exam;
Type of exam: written test; compulsory oral test; The exam consists of a written test and an oral test, both mandatory. The written test consists of four (4) exercises divided into a certain number of questions. The duration of the test is two hours. The maximum grade required for the written test is 30/30. During the course of the exam it is not permitted to keep and consult notes, books, exercise sheets and forms. In the test evaluation, the methodological aspects proposed for the solution of the exercises are privileged. Access to the oral exam requires that the assessment of the written test is not seriously incomplete. The oral test consists of some questions regarding the theory part and/or the circuit solution. For students who are attending the course for the first time, and who have attended the laboratory exercises, there is the possibility of accounting these activities and thus contributing to the evaluation of the exam to the extent of a maximum of 6/30, according to the lab procedures that will be stated at the beginning course. For those who decide to adhere to this mode, the written test will consist of three (3) exercises divided into a certain number of questions. In this case, the maximum grade required for the written test is 24/30. The duration of the test is one and a half hours. The other modes previously defined remain the same. The score linked to the laboratory can be spent within the academic year.


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