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. Conoscenza di base della strumentazione di laboratorio elettrico.

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 (6 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 (9 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 (16 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. 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) 7. 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). 8. Doppi bipoli: rappresentazioni circuitali, matrici impedenza, ammettenza e ibride, parametri di trasmissione (6 ore). 9. Trasformata di Laplace: definizioni operative. Soluzioni dei circuiti mediante trasformata di Laplace (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 (2018, 2a edizione) 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

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L'esame è composto da una prova scritta e da una prova orale, entrambe obbligatorie. La prova scritta consiste nello svolgimento di quattro (4) esercizi articolati in un certo numero di quesiti. La durata della prova e’ di due ore. Il voto massimo previsto per la prova scritta è di 30/30. Durante lo svolgimento dell'esame non è consentito tenere e consultare appunti, libri, fogli con esercizi e formulari. 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.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.