Il corso si propone di esporre le leggi fondamentali che regolano il comportamento dei circuiti elettrici a parametri concentrati e di fornire metodi sistematici che consentano di analizzare il comportamento dei circuiti elettrici dinamici, lineari e a parametri concentrati, sia in regime generico che in regime sinusoidale. Sarà inoltre fornita un'introduzione all'analisi automatica dei circuiti per mezzo del calcolatore. Esercitazioni e laboratori completano, da un punto di vista applicativo, gli argomenti teorici trattati nelle lezioni.

Conoscenza delle leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici.
Conoscenza delle tecniche d’analisi di circuiti anche dinamici e di ordine elevato.
Abilità di analizzare circuiti elettrici, scegliendo in modo autonomo la tecnica d’analisi più conveniente.
Abilità ad usare, a livello elementare, un moderno programma d’analisi automatica di circuiti (Spice).

Conoscenze di fisica: potenza ed energia, elettromagnetismo di base.
Conoscenze d'analisi matematica e geometria: algebra dei numeri complessi, calcolo matriciale, sistemi di equazioni algebriche lineari, equazioni differenziali ordinarie del primo ordine, trasformata di Laplace.

- Circuiti adinamici (4 CFU). Circuiti a parametri concentrati; tensione, corrente, potenza. Direzioni di riferimento. Leggi di Kirchhoff. Resistori lineari e non lineari; diodi; generatori indipendenti. Collegamento in serie e/o parallelo di bipoli resistivi. Elementi a due o più porte: generatori dipendenti, trasformatore ideale, amplificatore operazionale ideale. Analisi di circuiti resistivi: metodo dei nodi e sue varianti; teoremi di sostituzione e di sovrapposizione, di Thevenin e di Norton. Analisi di circuiti con diodi ideali.

- Circuiti dinamici (4 CFU). Condensatori e induttori lineari. Collegamento in serie e/o parallelo di condensatori e induttori. Circuiti RC e RL del primo ordine. Analisi elementare nel caso di segnali costanti a tratti. Circuiti dinamici generali: circuiti del secondo ordine. Analisi di circuiti lineari mediante trasformata di Laplace. Funzioni di rete: impedenze, ammettenze e funzioni di trasferimento. Frequenze naturali e condizioni di stabilità. Legame tra il comportamento in frequenza e la risposta nel tempo. Estensione ai circuiti dinamici dei teoremi di sostituzione, di sovrapposizione, di Thevenin e di Norton.

- Regime sinusoidale (1 CFU): equazioni circuitali in regime sinusoidale, analisi simbolica, fasori. Curve di risposta in frequenza (diagrammi di Bode). Potenza in regime sinusoidale. Circuiti risonanti. Condizioni d’adattamento energetico.

- Doppi bipoli dinamici (1 CFU): caratterizzazione e connessione di doppi bipoli. Induttori mutuamente accoppiati. Funzionamento del doppio bipolo sotto carico. Reciprocità.

Le esercitazioni consistono nella soluzione, da parte degli allievi, di problemi d’analisi di circuiti elettrici sfruttando i metodi illustrati a lezione. Circa il 40% di ogni credito formativo e’ dedicato ad esercitazioni. In alcune esercitazioni gli studenti impareranno ad usare un moderno programma di simulazione circuitale (Spice).

Testo di riferimento per il corso:
V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, III edizione, Monduzzi Editore, Bologna, 2005.
R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003.
Ulteriori testi per approfondimenti:
C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits (third edition), Mc Graw-Hill International Edition, 2008.
Charles A. Desoer and Ernest S. Kuh, Basic circuit theory. McGraw- Hill, 1969
M. Biey, Esercitazioni di elettrotecnica, CLUT, Torino, 1988.
M. Biey, Spice e PSpice: introduzione all'uso, CLUT, Torino, 2001.
E’ disponibile un eserciziario sul sito web del corso, insieme ad esempi di scritti d’esame. L’eserciziario costituisce il materiale di riferimento per tutte le esercitazioni. Si prega di fare riferimento al sito web del corso per le versioni piu’ aggiornate di tutti i documenti e per ogni comunicazione ufficiale.

L'esame consiste in una prova scritta della durata di 2 ore in cui è richiesta la soluzione di 4 esercizi riguardanti tutto il programma svolto. Ai fini del voto finale gli esercizi hanno ugual peso. All'inizio della prova verrà consegnato a ciascun candidato un foglio con il testo dei quattro esercizi e spazio sufficiente per riportare lo svolgimento e le soluzioni ottenute. Il voto terrà conto della presentazione dei risultati e della loro leggibilità.
Durante la prova scritta, il Candidato può avvalersi di una calcolatrice scientifica in grado di effettuare solo elementari operazioni matematiche; non è ammesso l’uso di testi, appunti o dispense.