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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi elettrici industriali

04CIIPL, 04CIIPI

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 60
Esercitazioni in aula 12
Esercitazioni in laboratorio 8
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Piglione Federico - Corso 1 Professore Associato ING-IND/33 60 12 8 0 19
Russo Angela - Corso 2 Professore Associato ING-IND/33 24 3 7 0 7
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/33 8 C - Affini o integrative A11
2020/21
Il corso intende fornire allo studente i fondamenti del calcolo dei circuiti elettrici e gli aspetti essenziali delle applicazioni elettriche in ambito industriale, con particolare riguardo ai problemi della progettazione e gestione dei sistemi elettrici. Il programma prevede perciò una prima parte dedicata all’analisi dei circuiti elettrici in regime stazionario e sinusoidale e allo studio dei sistemi trifase. La seconda parte, dopo una sezione dedicata al trasformatore, tratta i principi della produzione e trasmissione dell’energia elettrica e considera poi gli impianti elettrici in bassa tensione, soffermandosi sugli aspetti progettuali, normativi ed economici.
The goal of this course is to provide the student with the basics of circuit theory and electrical applications in industrial settings. The first part of the course develops the basics of electrical circuit analysis. The second part begins with some outlines of electrical machines and transformers. Afterwards, it deals with production, transmission and distribution of electric energy, focusing then on low-voltage electrical systems, their design and their normative and economic aspects.
Capacità di risolvere semplici circuiti in regime stazionario e sinusoidale. Capacità di risolvere semplici circuiti trifase simmetrici ed equilibrati. Conoscenza dei concetti base di: collegamento dei circuiti, regime sinusoidale, rifasamento, perdite e cadute di tensione nelle linee. Conoscenza dei concetti base sul sistema elettrico e le fonti energetiche. Capacità di progettare un semplice impianto elettrico di distribuzione. Conoscenza dei fondamenti normativi su impianti elettrici e sicurezza elettrica. Conoscenza degli aspetti economici e tariffari dell’energia elettrica.
Solving simple DC and AC circuits. Solving simple symmetrical and balanced three-phase systems. Basic knowledge of circuit topology, DC and AC systems, power factor correction, line losses and voltage drop. Design of a simple low-voltage distribution system. Basic knowledge of electrical safety. Basic knowledge of the economic aspects of electric energy.
Nozioni base di algebra, geometria e analisi matematica. Aritmetica dei numeri complessi. Nozioni base di elettromagnetismo.
Basic knowledge of algebra, geometry, mathematical analysis. Arithmetic of complex numbers. Basics of electromagnetism.
Circuiti elettrici in regime stazionario. Circuiti elettrici in regime periodico sinusoidale. Sistemi trifase. Nozioni sul trasformatore. Impianti elettrici: produzione e trasmissione dell’energia elettrica, fonti energetiche, componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti, sicurezza elettrica, progettazione elettrica e valutazioni economiche. Programma dettagliato Circuiti elettrici in regime stazionario Circuito elettrico elementare. Regime stazionario. Definizione delle grandezze fondamentali. Concetto di bipolo. Convenzioni di segno. Principi di Kirchhoff. Connessioni di bipoli: serie, parallelo, stella, triangolo. Partitore di tensione e di corrente. Scrittura delle equazioni di Kirchhoff di una rete. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teoremi di Thévenin e Norton. Teorema di Millman. Trasformazione stella-triangolo. Potenze in regime stazionario. Circuiti elettrici in regime periodico sinusoidale Generalità sul regime variabile. Regime periodico sinusoidale. Energie nei campi elettrico e magnetico. Bipoli conservativi: induttore e condensatore ideale. Valori caratteristici delle funzioni periodiche. Corrispondenza tra sinusoidi e fasori. Metodo simbolico. Soluzione di una rete con il metodo simbolico. Impedenza e ammettenza. Impedenza equivalente. Potenze in regime sinusoidale. Triangolo delle potenze e potenza complessa. Teorema di Boucherot. Rifasamento. Sistemi trifase Sistemi trifase. Tensioni stellate e concatenate. Correnti di linea e di lato. Carichi equilibrati. Sistemi simmetrici. Circuito monofase equivalente. Carichi squilibrati. Sistemi dissimmetrici. Potenze nei sistemi trifase. Relazioni generali per sistemi a tre e a quattro fili. Misura della potenza. Inserzione Aron. Caduta di tensione su linee trifase e monofase. Rifasamento nei sistemi trifase. Generalità sulle macchine elettriche e nozioni sul trasformatore Richiami sui campi magnetici. Trasformatore e sue applicazioni. Cenni sulle macchine rotanti. Produzione e trasmissione dell’energia elettrica Generalità sul sistema di produzione e trasmissione dell'energia elettrica. Fonti convenzionali e rinnovabili. Sistemi di accumulo. Generazione distribuita. Struttura delle reti di distribuzione. Smart grid. Cenni sulle linee elettriche e sullo stato del neutro. Componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti Normativa. Interruzione dell'arco elettrico. Interruttori di potenza e di manovra. Relè: tipi e impieghi. Relè magnetico, termico e differenziale. Condutture elettriche. Coordinamento tra protezioni e condutture. Sicurezza elettrica Generalità. Principali definizioni. Sistemi di distribuzione TT, TN e IT. Impianti di terra. Protezione contro i contatti diretti. Protezione contro i contatti indiretti. Progettazione elettrica e valutazioni economiche Cenni sulla progettazione dei sistemi di distribuzione dell'energia elettrica negli stabilimenti industriali. Valutazione del fabbisogno elettrico. Cabine di trasformazione e quadri elettrici. Impianti di rifasamento industriale. Tariffazione dell’energia elettrica. Mercato elettrico.
Basic electrical quantities. Direct current (DC). Sign conventions. Kirchhoff’s laws. Series and parallel circuits. Thévenin’s theorem. Millman’s theorem. Superposition theorem. Power in DC circuits. Variable behavior. Energy in electric and magnetic fields. Alternating current (AC). Frequency and phase angle of sinusoidal waveforms. AC steady-state. Phasor diagram and complex numbers for AC circuit analysis. Impedance and admittance. Active and reactive power. Power triangle. Boucherot’s theorem. Power factor correction. AC circuits analysis. Three-phase systems. Wye and delta connection. Balanced and unbalanced systems. Three-phase power. Power measurement. Basics of electrical machines. Ideal transformer. Magnetization and load losses. Equivalent circuit. Three-phase transformers. Outline of AC rotating machines. Modern electrical power systems: generation, transmission, distribution and utilization. Renewable energy sources. Power plants. Transmission grid. Distribution networks. Neutral grounding. Electric faults. Overcurrent protection. Circuit breakers. Thermal, magnetic and residual current devices. Electric cables. Design of electrical distribution systems. Basics of electrical safety. Electrical hazards. Earthing systems. TT, TN and IT earthing systems. Preventing electrical contacts. Use of differential relay. Electric cabins. Power factor correction methods in distribution systems. Electricity tariffs. Electricity market.
Lezioni. Esercizi di calcolo e applicazione degli argomenti trattati nelle lezioni. Esperienze di laboratorio (facoltative).
Lectures. Exercises on the topics covered in the lectures. Laboratory experiences (optional).
Utilizzati nel corso:  F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali – Parte I – Teoria ed esercizi, Politeko, Torino  F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali – Parte II – Teoria ed esercizi, Politeko, Torino  Materiale didattico scaricabile dalla pagina web del corso Di approfondimento:  G. Conte, Impianti elettrici, Hoepli, Milano  V. Cataliotti, Impianti elettrici, Vol. III, Flaccovio, Palermo  Siti web www.elektro.it e www.elektro.it/elektro_sicurel_html/elektro_sicurel_0.html
- F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali (I and II part), Politeko, Torino - G. Conte, Impianti elettrici, Hoepli, Milano - V. Cataliotti, Impianti elettrici, Vol. III, Flaccovio, Palermo. - references available at the website www.elektro.it
Modalità di esame: Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. Il tempo a disposizione è due ore. L’esito della prova è registrato come voto finale dell’esame. Non è previsto un orale integrativo. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a comunicare con altre persone è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento.
Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
Written exams with open or closed answers via PC by using the Polito exam platform integrated with proctoring tools (Respondus). The test includes exercises and theory questions on the whole course program. The time available is two hours. The grade of the written test is the final grade of the exam. There is no supplementary oral exam. During the test, it is not allowed to consult books or notes, except for the formulary that can be downloaded from the course website. Anyone who contravenes this rule or is surprised to communicate with other people is automatically rejected. It is not allowed to use smartphones, notebooks or similar, while a calculator is required. An identification document is required.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
Modalità prova scritta in presenza. Prova scritta in aula. La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. L’esito della prova può essere registrato come voto finale dell’esame. In alternativa alla registrazione diretta, chi ha ottenuto almeno 26/30 nella prova scritta può accedere a una prova orale integrativa. La prova orale verte sullo stesso programma di quella scritta. Il tempo a disposizione è due ore. E' necessario presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a copiare è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Durante la prova non è consentito uscire dall’aula. Modalità prova scritta in remoto. Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. Il tempo a disposizione è due ore. L’esito della prova è registrato come voto finale dell’esame. Non è previsto un orale integrativo. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a comunicare con altre persone è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento.
Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
Written exam in the classroom. Closed-book written test, composed by numerical problems and theory questions. The grade of the written test is the final grade of the exam. An optional oral test is available for those that obtain at least 26/30 in the written test. The oral test focuses on the same program as the written one. The time available is two hours. An identification document is required. During the test, it is not allowed to consult books or notes, except for the formulary that can be downloaded from the course website. Anyone who contravenes this rule or is surprised to copy is automatically rejected. It is not allowed to use smartphones, notebooks or similar, while a calculator is required. During the test it is not allowed to leave the classroom. Remote written exam. Written exams with open or closed answers via PC by using the Polito exam platform integrated with proctoring tools (Respondus). The test includes exercises and theory questions on the whole course program. The time available is two hours. The grade of the written test is the final grade of the exam. There is no supplementary oral exam. During the test, it is not allowed to consult books or notes, except for the formulary that can be downloaded from the course website. Anyone who contravenes this rule or is surprised to communicate with other people is automatically rejected. It is not allowed to use smartphones, notebooks or similar, while a calculator is required. An identification document is required.


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