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 finale consiste in una prova scritta della durata di 2 ore, il cui obbiettivo è valutare l'abilità degli studenti ad analizzare circuiti scegliendo le tecniche più appropriate. Durante la prova sarà possibile utilizzare una calcolatrice scientifica non programmabile; non è ammesso l'uso di testi, appunti o dispense. Ogni studente riceverà il testo d'esame su un foglio che includerà tutto lo spazio necessario per fornire le risposte ai quesiti. Questo foglio dovrà essere restituito alla fine del test. Non verranno corretti fogli di brutta (da non consegnare).
Gli esercizi d'esame riguardano tutto il programma del corso, e sono divisi in due parti. La parte 1 include 8 quesiti elementari (2 punti ciascuno, totale 16 punti), per cui lo studente dovrà fornire unicamente il risultato finale (senza derivazioni). La parte 2 include due esercizi più complessi e strutturati (totale 16 punti), per cui lo studente dovrà riportare tutti i passi della soluzione. L'esame si considera fallito se il punteggio della parte 1 è inferiore a 7/16, nel qual caso la parte 2 non sarà corretta.
E' possibile ritirarsi dopo 1 ora dall'inizio della prova, e fino a 15 minuti dalla fine. Dopo la conclusione della prova scritta, verrà pubblicata la soluzione sul sito del corso, e gli studenti avranno due giorni per comunicare al Docente (per Email) la volontà di ritirarsi, senza lasciare traccia. Dopo due giorni inizierà la correzione, alla fine della quale tutti gli esami verranno registrati senza più
possibilità di rifiutare il voto. In ogni caso, gli studenti potranno discutere lo scritto e chiedere chiarimenti al Docente sui propri errori prima della registrazione del voto.
I criteri per la correzione dello scritto terranno conto della correttezza delle risposte, del flusso logico nello sviluppo della soluzione (solo parte 2), e in generale della presentazione dei risultati e della loro leggibilità.