L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze essenziali dell’elettrotecnica, i concetti di sicurezza elettrica e le nozioni di impiantistica elettrica negli edifici e nei cantieri. Dopo aver presentato i principali componenti, l'insegnamento presenterà i metodi di base per lo studio dei sistemi trifase in condizioni normali e di guasto e i metodi di protezione contro le sovracorrenti ed i contatti diretti ed indiretti. Verranno trattati vari aspetti concettuali e applicativi per il settore edile con riferimento alla legislazione, normativa, unificazione e certificazione vigenti.

Capacità di risolvere circuiti elettrici governati dalle leggi di base dell’elettrotecnica. Conoscenza dei principi fondamentali della sicurezza elettrica. Capacità di schematizzare e risolvere circuiti elettrici riferiti allo studio di problematiche di sicurezza elettrica e alle applicazioni impiantistiche per il settore edile. Conoscenza della legislazione e normativa fondamentale riguardante le applicazioni elettriche per il settore edile. Conoscenza delle caratteristiche di funzionamento e delle taglie unificate dei componenti elettrici impiegati negli impianti edili. Capacità di interpretare schemi elettrici riferiti alla distribuzione di energia elettrica negli edifici.

Conoscenza dei concetti di base di analisi matematica e geometria, studio di funzioni, calcolo di derivate e integrali, soluzione di equazioni differenziali. Capacità di eseguire calcoli con vettori e numeri complessi. Conoscenza dei principi fondamentali riguardanti il campo elettrico, il campo magnetico e l’elettromagnetismo.

Definizioni e concetti di base: Componenti e loro terminali. Corrente e tensione elettrica. Convenzioni tensione-corrente: generatori e utilizzatori. Potenza ed energia. Legge di Kirchhoff delle correnti (sezione, nodo). Legge di Kirchhoff delle tensioni (linea chiusa, maglia). Bipoli e relazioni costitutive: Resistenza (conduttanza). Corto circuito e circuito aperto. Condensatore e induttore. Generatore di tensione e generatore di corrente. Soluzione dei circuiti: equazioni linearmente indipendenti (leggi di Kirchhoff, equazioni costitutive). Serie e parallelo di bipoli. Partitore di tensione e di corrente. Collegamenti a stella e triangolo. Principio di sovrapposizione degli effetti. Bipolo equivalente di Thevenin. Regime stazionario sinusoidale: Richiami di algebra dei numeri complessi. Forme d’onda sinusoidali. Fasore associato ad una sinusoide, proprietà dei fasori. Equazioni topologiche ed equazioni costitutive nel dominio dei fasori. Impedenza, ammettenza e legge di Ohm generalizzata. Estensione di principi e teoremi nel dominio dei fasori. Potenze in regime sinusoidale (attiva, reattiva, apparente e complessa). Teorema di Boucherot. Rifasamento di carichi induttivi monofase. Sistema trifase: Origine e definizioni (sistema simmetrico, sistema equilibrato, terne dirette, terne inverse, grandezze stellate, concatenate, di fase, di linea). Stelle e triangoli di impedenze. Carichi in serie e in parallelo. Circuito monofase equivalente. Ruolo del conduttore di neutro. Potenze. Rifasamento (condensatori a stella ed a triangolo). Trasformatore: Principio di funzionamento del trasformatore. Modello del trasformatore monofase. Modello del trasformatore trifase. Sistemi elettrici: Classificazione in base alla tensione nominale. Struttura del sistema di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Distribuzione in Bassa Tensione e tipi di fornitura elettrica dall’ente distributore. Condutture elettriche, sovracorrenti e protezioni: Tipi di cavi elettrici. Condizioni di posa. Determinazione della portata. Definizioni di sovracorrente, sovraccarico, cortocircuito. Funzionamento dei dispositivi di protezione (interruttori, fusibili). Criteri di dimensionamento di un impianto elettrico. Caduta di tensione. Calcolo delle correnti di cortocircuito e scelta delle protezioni contro sovraccarichi e cortocircuiti. Pericolosità della corrente elettrica: Attività elettrica del corpo umano. Elettrocuzione, nozioni di primo soccorso. Curve di pericolosità delle correnti alternate, continue e impulsive. Resistenza elettrica del corpo umano. Ambienti ordinari e non ordinari. Tensioni pericolose. Impianti di terra: Dispersione di corrente elettrica nel terreno. Andamento del potenziale sulla superficie del terreno. Tensione di contatto e tensione di passo. Caratteristiche dei dispersori. Struttura di un impianto di terra. Connessioni equipotenziali. Protezione contro i contatti elettrici: Tipi di isolamento. Definizioni di massa, massa estranea, contatto diretto e contatto indiretto. Relè differenziali. Protezione contro i contatti diretti. Grado di protezione degli involucri (codice IP). Protezione contro i contatti indiretti. Determinazione delle curve di sicurezza tensione-tempo. Classificazione dei sistemi (TT, TN, IT) e metodi di protezione. Protezione contro i contatti indiretti senza interruzione del circuito (apparecchi di classe II, separazione elettrica). Sistemi a bassissima tensione (SELV, FELV, PELV). Regolamentazione del settore elettrico: Leggi e normative per l’impiantistica elettrica nel settore edile. Certificazioni. Dichiarazione di conformità. Verifiche sugli impianti.

1. Legge di Kirchhoff delle tensioni e legge di Kirchhoff delle correnti. Equazioni costitutive. Soluzione generale dei circuiti elettrici. 2. Calcolo della resistenza equivalente. Soluzione dei circuiti elettrici. 3. Analisi di circuiti in regime sinusoidale con il metodo simbolico. 4. Analisi di circuiti in regime sinusoidale con l’applicazione del teorema di Boucherot. 5. Analisi di sistemi trifase. 6. Struttura dei sistemi elettrici. 7. Il trasformatore. 8. Portata dei cavi e protezione contro le sovracorrenti. 9. Power flow radiale. 10. Misura della resistenza di terra, della resistività del terreno e della tensione di contatto e di passo 11. Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT. 12. Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TN. Misura dell’impedenza dell’anello di guasto.

Appunti dalle lezioni e materiale distribuito dal docente (disponibile sul portale della didattica). M. Repetto, Elettrotecnica, Politeko (disponibile sul Portale della Didattica) A. Canova, G. Gruosso, B. Vusini, Lezioni di Elettrotecnica, Progetto Leonardo R.C. Dorf, J.A. Svoboda, Circuiti Elettrici, Apogeo C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Circuiti elettrici, McGraw-Hill A. Canova, G. Gruosso, M. Repetto, Elettrotecnica: Esempi ed Esercizi, Politeko Raccolta Temi d’Esame (disponibile sul Portale della Didattica) F. Piglione, G.Chicco, Sistemi elettrici industriali. Parte II: Macchine e impianti elettrici, Politeko, Torino, 2007. V. Carrescia, Fondamenti di sicurezza elettrica, edizioni TNE, Torino, 1997. D. Di Giovanni, La sicurezza degli impianti elettrici, edizioni CEI, Milano, 2006.

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

Exam: Written test; Optional oral exam;

... La valutazione finale è effettuata mediante una prova scritta, della durata di 120 minuti, che si compone di due parti: una parte di elettrotecnica ed una parte di impianti elettrici. Le due parti hanno lo stesso peso nella valutazione finale. La parte di elettrotecnica è costituita da due esercizi. La parte di impianti elettrici è costituita da una quattro/cinque quiz a risposta multipla, due/tre domande di teoria che richiedono una risposta sintetica ed uno/due esercizi di calcolo. Ogni risposta esatta vale un punteggio compreso tra 1 e 5. I punteggi sono indicati vicino alle singole domande. Il punteggio finale assegnato dipende anche dalla chiarezza dello svolgimento. Durante lo scritto è ammesso l’uso della calcolatrice e del formulario di elettrotecnica, ma non la consultazione di altro materiale o appunti. Gli studenti che hanno ottenuto nello scritto un punteggio superiore a 15/30 possono richiedere una prova orale integrativa che permette di modificare il voto di massimo +o- 3 punti. L'orale integrativo verte sull'intero programma del corso.

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.