Il corso si propone di fornire gli elementi essenziali della meccanica e dell'elettrotecnica necessari alla formazione di base dell'ingegnere. Gli aspetti teorici sono finalizzati a trasmettere gli strumenti operativi necessari per risolvere problemi pratici e comprendere il principio di funzionamento dei sistemi meccanici, delle macchine e dei più comuni dispositivi e sistemi elettrici in ambito ingegneristico.

Acquisizione di un linguaggio che permetta di interagire in modo consapevole e costruttivo con i tecnici di settori meccanico ed elettrico. Acquisizione delle conoscenze di base per impostare i problemi ingegneristici relativi al dimensionamento di massima, all'accoppiamento ed alla scelta delle macchine operatrici nei cantieri.
Individuare i parametri fondamentali e i punti di debolezza di un assemblaggio di macchine per cantiere. Capacità di risolvere circuiti elettrici in regime costante, sinusoidale e transitorio operando mediante diverse tecniche di analisi. Concetti fondamenti delle macchine elettriche.

Per poter seguire questo insegnamento è necessario che gli allievi abbiano seguito i corsi di analisi matematica I, fisica, geometria e possiedano in particolare concetti di calcolo differenziale, algebra dei numeri complessi, analisi di Fourier.

Parte relativa alla Meccanica applicata e Macchine

Richiami di Cinematica, Statica e Dinamica delle Macchine.
Rassegna dei principali componenti delle macchine (cuscinetti, giunti, innesti, freni, trasmissioni) e analisi della funzionalità e delle prestazioni in diverse applicazioni.
Principi di funzionamento e caratteristiche operative di macchine a fluido (motori termici, macchine idrauliche, compressori, pompe).
Accoppiamento tra macchine motrici e macchine operatrici ed esempi applicativi.

I. Meccanica dei sistemi di corpi rigidi
Richiami sui corpi rigidi, vincoli e gradi di libertà per l'analisi dei meccanismi e delle macchine
Equilibrio dinamico dei sistemi di corpi rigidi
Bilanci energetici per i sistemi di corpi rigidi.

II. Forze e momenti nei sistemi di corpi rigidi
Forze agenti negli organi di macchine: forze elastiche, fenomeni di aderenza e attrito, resistenza al rotolamento, forze viscose.
Sistemi di trasmissione del moto: riduzione dell'inerzia e delle forze/coppie ad un dato asse, accoppiamento motore-utilizzatore, rendimento, macchine a regime periodico.

III. Elementi costituenti le macchine e gli impianti
Componenti delle trasmissioni: flessibili, ingranaggi, vite / madrevite, freni, frizioni, supporti e cuscinetti
Componenti delle macchine

III Macchine operatrici
Motori endotermici, ciclo, coppie, rendimenti e prestazioni
Turbine idrauliche, tipologie e caratteristiche, potenze, rendimenti
Pompe idrauliche, classificazione e descrizione dei principali tipi
Analisi delle diverse configurazioni meccaniche e prerogative (ingranaggi, palette, pistoni..)

Parte relativa all'Elettrotecnica e alle Macchine elettriche

IV - Circuiti
IV.1 Fondamenti di circuiti elettrici e analisi delle reti resistive
Definizioni, Grandezze elettriche e Leggi di Kirchhoff
La resistenza e la legge di Ohm
Sorgenti reali di tensione e di corrente
Dispositivi di misura
Il metodo dei potenziali ai nodi
Il metodo delle correnti agli anelli
Il principio di sovrapposizione
Reti a singola porta e circuiti equivalenti
Il massimo trasferimento di potenza
Trasformazione triangolo-stella estella-triangolo
Teorema di Millman
IV.2 Analisi delle reti in corrente alternata (AC)
Elementi circuitali per l'accumulo dell'energia (condensatori e induttori)
Soluzione fasoriale di circuiti con eccitazione sinusoidale
Metodi di analisi dei circuiti AC
Circuiti equivalenti AC
Risonanza
Risposta in frequenza e concetti di sistema
IV.3 Potenza in corrente alternata (AC) e circuiti trifase
Potenza nei circuiti AC
Potenza complessa e Fattore di potenza
Rifasamento
Circuiti trifase simmetrici ed equilibrati
Misura della potenza attiva e reattiva nei sistemi equilibrati
Rifasamento di un carico trifase
Cenni sui Circuiti trifase simmetrici e squilibrati

V ' Applicazioni elettriche
V.1 Principi di elettromeccanica
Induzione elettromagnetica
Circuiti magnetici
Materiali magnetici e curve B-H
Trasformatori
Conversione dell'energia elettromeccanica
V.2 Introduzione alle macchine elettriche e loro caratteristiche
Macchine elettriche rotanti
Macchine a corrente continua (DC)
Prestazioni e caratteristiche delle macchine elettriche DC
Campi magnetici rotanti e Macchine AC
Prestazioni e caratteristiche delle macchine elettriche AC
Macchine elettriche speciali
V.3 Principi di sicurezza elettrica
Classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione di esercizio
Origine di sovratensioni e sovracorrenti criteri di protezione
Resistenza elettrica dell'uomo, pericolosita` della corrente elettrica e della tensione elettrica
Protezione dai contatti diretti
Protezione dai contatti indiretti
Impianto di terra
Protezione con interruzione automatica dell'alimentazione

Le esercitazioni consistono nello svolgimento di problemi relativi ad esempi semplici ed applicazioni ingegneristiche degli argomenti delle lezioni e ad esercitazioni di calcolo in genere su tutti gli argomenti del corso.

C. Ferraresi, T. Raparelli: 'Meccanica applicata'; CLUT
A. Beccari: 'Macchine'; CLUT (solo estratti)
A. R. Hambley: Elettrotecnica - 4.a edizione, Pearson, 2009
Testo di complemento:
G. Jacazio, S. Pastorelli: 'Meccanica applicata alle macchine'; Levrotto & Bella.

L'esame consiste in una prova scritta articolata in domande ed esercizi.