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PORTALE DELLA DIDATTICA

Elettrotecnica

18AULMA, 18AULNF

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 59
Esercitazioni in aula 21
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Manfredi Paolo - Corso 2   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B ING-IND/31 59 6 0 0 3
Stievano Igor Simone - Corso 1 Professore Ordinario ING-IND/31 27 0 0 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/31 8 B - Caratterizzanti Ingegneria elettrica
2018/19
Il modulo si propone di fornire agli studenti i fondamenti di teoria dei circuiti, propedeutici ai successivi insegnamenti di elettronica, e le nozioni essenziali necessarie alla comprensione delle principali applicazioni dell'ingegneria elettrica ed elettronica. In particolare saranno presentate le principali tecniche di soluzione per reti elettriche in corrente continua e in corrente alternata sinusoidale e per il calcolo della risposta transitoria di reti del primo e del secondo ordine.
The main objective of the course is to introduce students to the basic laws governing lumped electrical circuits. It provides the essential background required to fruitfully attend the electronic courses and to understand the recent key electrical and electronic applications. In particular the course focuses on the fundamental tools to analyze resistive circuits and dynamic circuits operating in the sinusoidal steady-state and to compute the transient response of first- and second-order circuits.
Conoscenza delle equazioni costitutive dei bipoli elementari (RCLM). Conoscenza delle principali tecniche di soluzione delle reti elettriche e comprensione dei rispettivi punti di forza e di debolezza. Conoscenza dei transitori del primo e del secondo ordine e comprensione degli aspetti fisici sui quali sono basati. Conoscenza della tecnica di soluzione di reti elettriche in regime sinusoidale basata sul metodo simbolico e sue limitazioni. Al termine del corso gli studenti dovranno essere in grado di descrivere bipoli elementari o semplici combinazioni di bipoli elementari in termini di composizione delle caratteristiche tensione-corrente, essere in grado di risolvere semplici circuiti elettrici contenenti bipoli RCLM in regime continuo ed alternato sinusoidale ed essere in grado di studiare transitori del primo e secondo ordine. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l'autonomia di giudizio durante le esercitazioni in aula, favorendo il confronto degli studenti su possibili soluzioni dei problemi proposti. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare le capacità di apprendimento degli studenti stimolandoli a confrontare punti di forza e debolezza di approcci differenti alla soluzione di problemi posti in aula, suggerendo una modalità di lavoro applicabile anche ad altri insegnamenti.
Knowledge of the constitutive relations governing the basic circuit elements (RLCM). Knowledge of the different techniques for circuit analysis along with their key features, strengths and limitations. Ability to analyze electric circuits, choosing the most convenient techniques. Specifically, knowledge of the inspection method for the analysis of the transient response of first- and second-order circuits and of the phasor method for the analysis of circuits operating in the sinusoidal steady-state. The students will be ready to compute the voltage-current constitutive relation of any two-terminal element that consists of the interconnection of basic two-terminal elements, to solve simple direct- and alternate-current electrical circuits with RLCM components and to compute the transient response of first- and second-order circuits. The practice sessions will help students to improve their problem-solving skill, allowing them to exchange their experience on the selection of the best possible solution method for the different classes of application problems.
Matematica: calcolo differenziale, numeri complessi, algebra lineare, calcolo matriciale, equazioni differenziali del primo e del secondo ordine, analisi di Fourier, Fisica: potenza ed energia, basi di elettromagnetismo.
Mathematics: derivatives and integrals, complex numbers, linear algebra and matrix analysis, algebraic linear systems, first- and second-order linear differential equations. Physics: power and energy, basic electromagnetics.
- Fondamenti e metodi per l’analisi di reti resistive: approssimazione circuitale, tensione, corrente, potenza, direzioni di riferimento, equazioni di Kirchoff, teorema di Tellegen e conservazione della potenza, caratteristiche degli elementi di base (resistori e generatori indipendenti), connessione serie e parallelo, regole di partizione di tensione e corrente, principio di sostituzione e di sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman, analisi nodale. Bipoli equivalenti di Thevenin e Norton. Trasformatore ideale, generatori pilotati e amplificatore operazionale. Massimo trasferimento di potenza; - Introduzione alle reti dinamiche: induttori, condensatori e mutui induttori. Connessione serie e parallelo di induttori o condensatori; - Transitori del primo ordine (circuiti RC e RL): metodo per ispezione per l’analisi della risposta transitoria di circuiti con un elemento dinamico (L o C), interruttori e/o generatori costanti a tratti; - Transitori del secondo ordine: estensione all’analisi di reti con due elementi dinamici; - Analisi di reti che operano in regime sinusoidale: calcolo simbolico per l’analisi della risposta a regime di reti dinamiche con un numero arbitrario di elementi dinamici e generatori sinusoidali. Fasori, potenza complessa e rifasamento; - Risposta in frequenza.
- Fundamentals of electrical circuits and techniques for the analysis of resistive circuits: lumped approximation, voltage, current, power, reference directions, Kirchhoff laws, Tellegen’s theorem and conservation of energy, basic circuit elements (resistors and ideal generators), series and parallel connection of resistive one-port elements, voltage and current dividers. Nodal analysis and network theorems (substitution, superposition, Millmann, Thevenin and Norton). Ideal transformer, controlled sources and operational amplifiers. Maximum power transfer; - Introduction to dynamical circuits: characteristics and properties of inductors, capacitors and mutual inductors, series and parallel connection of inductors and capacitors; - First-order RC and RL circuits: analysis by inspection under piecewise-constant generators and/or switches; - Second-order circuits: extension to the transient analysis of circuits with two dynamical elements; - Sinusoidal steady-state analysis: circuit equations in sinusoidal steady state (AC), symbolic analysis, phasors, AC power and power factor correction; - Frequency-domain response of dynamical circuits.
Lezioni frontali ed esercitazioni di calcolo in aula su tutti gli argomenti presentati.
Standard lectures and in-class exercise sessions aimed at practicing the general circuit analysis methods presented during the lectures.
Testo di riferimento: R. Perfetti, "Circuiti Elettrici", 2.a edizione, Ed. Zanichelli, 2013. Contenuti online per lo studente in "online.universita.zanichelli.it/perfetti" Testi complementari: C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Circuiti elettrici, 3.a ed., McGraw-Hill, 2008 A. R. Hambley: Elettrotecnica - 4.a edizione, Pearson, 2009 C.R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, J.Wiley, 2001 R.C. Dorf, J.A. Svoboda, Circuiti Elettrici, Apogeo, 2001
Reference textbook: R. Perfetti, "Circuiti Elettrici", 2.a edizione, Ed. Zanichelli, 2013. Contenuti online per lo studente in "online.universita.zanichelli.it/perfetti" Additional textbooks: C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Circuiti elettrici, 3.a ed., McGraw-Hill, 2008 A. R. Hambley: Elettrotecnica - 4.a edizione, Pearson, 2009 C.R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, J.Wiley, 2001 R.C. Dorf, J.A. Svoboda, Circuiti Elettrici, Apogeo, 2001
Modalità di esame: prova scritta; prova scritta;
L'esame consiste in una prova scritta della durata di 90 minuti, articolata in esercizi "monoconcettuali" (cioè che verificano prevalentemente la conoscenza di un concetto alla volta) e "pluriconcettuali" (cioè che verificano la capacità di risolvere problemi che coinvolgono più concetti). La struttura dell'esame consiste in 6 esercizi monoconcettuali da 2 punti ciascuno (per i quali sarà valutata la sola correttezza del risultato), 2 esercizi monoconcettuali da 4 punti, e 1 esercizio pluriconcettuale da 10 punti. Durante la prova, è possibile utilizzare una calcolatrice scientifica senza caratteristiche avanzate (es. studio di funzione). Non è ammessa la consultazione di appunti o libri. Una domanda orale è riservata esclusivamente per assegnare la lode a coloro che hanno raggiunto il punteggio pieno nella prova scritta.
Exam: written test; written test;
The knowledge, and the ability to apply it, will be verified during the final examination, which is structured in a written test with a duration of 90 min. The exam consists of 6 elementary problems worth 2 points each and for which only the final result is assessed, 2 short problems worth 4 points each, and 1 more complex problem worth 10 points. During the written test, it is possible to use a scientific calculator; no textbooks or notes are admitted. An optional short oral test is allowed for students that obtained the maximum score in the written exam and aim at reaching the grade 30L.


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