Il corso intende fornire allo studente i fondamenti della teoria dei circuiti elettrici e gli aspetti essenziali delle applicazioni elettriche in ambito industriale, con particolare riguardo agli aspetti di progettazione e gestione dei sistemi elettrici. Il programma prevede una prima parte dedicata all'analisi dei circuiti elettrici in regime stazionario, sinusoidale e transitorio e allo studio dei sistemi trifase. La seconda parte, dopo alcuni cenni sulle macchine elettriche e in particolare sul 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.

Soluzione di semplici circuiti in regime stazionario, sinusoidale e transitorio del primo ordine. Soluzione di semplici circuiti trifase. Conoscenza dei concetti basilari su: topologia dei circuiti, regime sinusoidale, rifasamento, perdite e cadute di tensione in linea. Progetto di un semplice impianto elettrico di distribuzione in bassa tensione. Conoscenza dei fondamenti normativi sugli impianti elettrici e la sicurezza elettrica. Conoscenza degli aspetti economici e tariffari dell'energia elettrica (2 ore).

Conoscenze basilari di algebra, geometria e analisi matematica. Aritmetica dei numeri complessi. Conoscenze basilari di elettromagnetismo.

Circuiti elettrici in regime stazionario (18 ore, incluse esercitazioni). Circuiti elettrici in regime transitorio (4 ore, incluse esercitazioni). Circuiti elettrici in regime periodico sinusoidale (14 ore, incluse esercitazioni). Sistemi trifase (12 ore, incluse esercitazioni). Nozioni di macchine elettriche. Trasformatori (10 ore, incluse esercitazioni). Cenni sulla produzione e trasmissione dell'energia elettrica (2 ore). Componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti (12 ore, incluse esercitazioni). Sicurezza elettrica (12 ore). Aspetti economici e tariffari dell'energia elettrica. (2 ore)

Programma dettagliato
Definizione delle grandezze fondamentali. Regime stazionario. Concetto di bipolo. Convenzioni di segno. Reti di bipoli. Principi di Kirchhoff. Metodi di soluzione delle reti. Potenze in regime stazionario. (18 ore, incluse esercitazioni)
Generalità sul regime variabile. Energie nei campi elettrico e magnetico. Bipoli conservativi: induttore e condensatore ideale. Regime transitorio del primo ordine. (4 ore, incluse esercitazioni)
Regime sinusoidale. Fasori e metodo simbolico. Impedenza e ammettenza. Potenze in regime sinusoidale. Triangolo delle potenze e potenza complessa. Teorema di Boucherot. Rifasamento. (14 ore, incluse esercitazioni)
Sistemi trifase. Definizione di terna di fasori. Connessione a stella e a triangolo di generatori e carichi. Tensioni stellate e concatenate. Correnti di linea e di lato. Sistemi simmetrici ed equilibrati. Sistemi a quattro fili. Potenze nei sistemi trifase. Inserzione Aron. Caduta di tensione su linee trifase. Rifasamento. (12 ore, incluse esercitazioni)
Nozioni di macchine elettriche. Richiami sui campi magnetici. Trasformatore e sue applicazioni. Cenni sulle macchine rotanti. (10 ore, incluse esercitazioni)
Generalità sul sistema di produzione e trasmissione dell'energia elettrica. Struttura delle reti di distribuzione. Cenni sullo stato del neutro. (2 ore)
Componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti. Normativa. Interruzione dell'arco elettrico. Interruttori di potenza e di manovra. Relè: tipi e impieghi. Condutture elettriche. Sovracorrenti di sovraccarico e cortocircuito. Protezione contro le sovracorrenti. (12 ore, incluse esercitazioni)
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. (12 ore)
Valutazione dei fabbisogni elettrici. Cabine di trasformazione. Quadri elettrici. Impianti di rifasamento. Tariffazione dell'energia elettrica. Libero mercato elettrico. (2 ore)

Esercizi di calcolo e applicazione degli argomenti trattati nelle lezioni. Esperienze di laboratorio.

F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali (I e II parte), Politeko, Torino
Materiale scaricabile dal sito web del corso sul Portale della Didattica
Documentazione scaricabile dai siti web www.elektro.it e www.electroportal.net
Altri testi consultabili:
G. Conte, Impianti elettrici, Hoepli, Milano
V. Cataliotti, Impianti elettrici, Vol. III, Flaccovio, Palermo.

L'esame consiste in una prova scritta, comprendente esercizi e domande di teoria, che verte su tutto il programma del corso. L'esito della prova può essere registrato come voto finale d'esame. Coloro che ottengono almeno 26/30 nella prova scritta possono accedere ad una prova orale integrativa.