Obiettivi del corso:
- Fornire agli studenti le cognizioni fondamentali del metodo circuitale per l’analisi dei fenomeni elettromagnetici e della teoria dei circuiti
- Acquisire capacità operative per la soluzione analitica e automatica dei circuiti;
- Verificare in laboratorio tecnologico e informatico le principali nozioni acquisite nelle lezioni frontali.

Capacità di risolvere in maniera analitica una rete elettrica in diverse condizioni di funzionamento.
Capacità di utilizzare in maniera critica alcuni strumenti di soluzione automatica dei circuiti.

Il corso sviluppa al suo interno molti dei concetti di base dell’analisi dei circuiti, e’ pero’ necessario possedere una conoscenza di base dei seguenti concetti forniti dagli insegnamenti di base:
Regole di derivazione e integrazione
Equazioni differenziali
Numeri complessi
Concetti di base delle equazioni di Maxwell

1. Analisi circuitale dei fenomeni elettromagnetici: circuiti elettrici come modello di fenomeni fisici, il concetto di bipolo, le grandezze elettriche: tensione, corrente e potenza, unità e strumenti di misura, cenni alla topologia dei circuiti, leggi di Kirchhoff, ipotesi fondamentali del modello circuitale (3 ore).
2. Componenti: equazioni costitutive di resistore ideale, calcolo di resistenza, condensatore ideale, induttore ideale e induttori accoppiati, generatori di tensione e di corrente ideali, corto circuito e circuito aperto, collegamento in serie ed in parallelo di bipoli, caso particolare di serie e parallelo di resistori; partitore di tensione e di corrente, trasformazioni stella-triangolo e vv., componenti non ideali (6 ore).
3. Metodi per la soluzione di circuiti adinamici: metodo algebrico per la soluzione di circuiti adinamici. Teoremi di rete, teorema di sovrapposizione, circ. equivalente di Thevenin e Norton, Massimo trasferimento di potenza nei circuiti lineari e non lineari. Teorema di Tellegen (10.5 ore).
4. Circuiti dinamici elementari: Variabili di stato. Transitori nei circuiti RC e RL del primo ordine. Concetto di transitorio e regime nelle reti lineari (4.5 ore).
5. Circuiti in regime sinusoidale: metodo simbolico e fasori, leggi di Kirchhoff ed equazioni costitutive nel dominio della frequenza, impedenza e ammettenza dei bipoli. Potenza in regime sinusoidale, potenza attiva, reattiva e complessa. Teorema di Boucherot per le potenze, rifasamento (12 ore).
6. Circuiti trifase: definizioni, generatori e carichi trifase, collegamenti a stella e triangolo, metodi di soluzione di circuiti trifase simmetrici ed equilibrati. Potenza nei circuiti trifase e sua misura. Sistema trifase con neutro (6 ore).
7. Analisi automatica dei circuiti: grafi e formulazione matriciale delle equazioni circuitali, albero e coalbero, teorema fondamentale dei grafi, metodo di analisi ai nodi, metodo di analisi alle maglie, strumenti di analisi al calcolatore, cenni alla soluzione delle ODE (12 ore)
8. Comportamento in frequenza: definizioni, funzione di trasferimento, diagrammi di Bode e scala in deciBel, filtri passivi del primo ordine, risonanza e filtri del secondo ordine (7.5 ore)
9. Doppi bipoli: rappresentazioni circuitali, matrici impedenza, ammettenza e ibride, parametri di trasmissione (6 ore).

Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di esercitazione in aula, in laboratorio tecnologico ed in laboratorio informatico.
Nel dettaglio le attivita’ previste sono:
Esercitazioni in aula (15 ore).
Esercitazioni in laboratorio tecnologico:
a. costruzione e misura circuiti resistivi (3 ore);
b. circuiti nel tempo, carica e scarica condensatore ed induttore, (3 ore);
c. circuiti in regime sinusoidale, rifasamento, circuiti trifase (3 ore).
Esercitazioni in laboratorio informatico
a. analisi al calcolatore, analisi DC, analisi AC (3 ore);
b. analisi nel tempo, transitori del secondo ordine (3 ore);
c. circuiti con elementi nonlineari (3 ore).

M. Repetto, S. Leva, Elettrotecnica, Elementi di teoria ed esercizi, Città Studi Edizioni, Torino, Italia (2014)
A. Canova, G. Gruosso, M. Repetto, Elettrotecnica esercizi svolti, Societa’ Editrice Esculapio. Bologna, Italia (2010)
Slide del corso disponibili su portale della didattica
Materiale didattico su programma PSpice disponibile su portale della didattica

Testi approfondimento
C.A. Desoer, E.S. Kuh, Fondamenti di teoria dei circuiti, Franco Angeli editore, MIlano
C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, The McGraw-Hill Companies Inc.
P.P. Civalleri, Elettrotecnica, Levrotto&Bella

L'esame è composto da una prova scritta e da una prova orale, entrambe obbligatorie.
La prova scritta consiste nello svolgimento di esercizi (indicativamente 4) articolati in un certo numero di quesiti. La durata della prova e’ di due ore e mezza. Nella valutazione vengono privilegiati gli aspetti metodologici proposti per la soluzione degli esercizi.
L'accesso alla prova orale richiede che la valutazione della prova scritta non risulti gravemente insufficiente.
La prova orale consiste in alcune domande riguardanti la parte di teoria nonche’ di laboratorio informatico/tecnologico.
Una parte del punteggio e’ riservata alla valutazione delle attivita’ svolte in laboratorio informatico e tecnologico.