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.

L’insegnamento (6 cfu) è organizzato in 42 ore di lezione e 18 ore di esercitazione. Nel caso di svolgimento in presenza le lezioni vengono svolte in parte alla lavagna ed in parte con l’ausilio di slide, fotografie e filmati. Nel caso di svolgimento da remoto le parti svolte alla lavagna sono sostituite dalla scrittura su lavagna digitale e il materiale prodotto durante le lezioni viene fornito agli studenti. Nel caso di didattica in presenza le esercitazioni vengono presentate agli studenti, ai quali viene lasciato tempo per lo svolgimento, in piccoli gruppi; in questa fase il docente fornisce consulenza e suggerimenti per la soluzione. Successivamente l'esercitazione viene risolta alla lavagna. In caso di didattica online si riproduce una organizzazione simile, suddividendo gli studenti in gruppi all'interno di stanze virtuali.

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 orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

La valutazione finale è effettuata mediante un quiz online, della durata di 60 minuti. Il quiz è costituito da due moduli. Un modulo di elettrotecnica ed un modulo di impianti elettrici, della durata di 30 minuti ciascuno. Le due parti hanno lo stesso peso nella valutazione finale. Modulo di elettrotecnica: Il modulo di elettrotecnica è costituito da domande a risposta multipla di teoria e domande a risposta multipla e domande a risposta numerica che prevedono lo svolgimento di un breve esercizio. Modulo di impianti: Il modulo di impianti è costituito da domande a risposta multipla di teoria, da domande a risposta multipla e domande a risposta numerica che prevedono lo svolgimento di un breve esercizio e da brevi domande di teoria e di calcolo aperte. Qualora la risposta alle domande aperte richieda una parte grafica, si suggerisce il disegno su carta ed il caricamento tramite webcam. I punteggi assegnati alle domande saranno diversi, in funzione del tipo di domanda, e saranno indicati nel testo. In caso di risposta sbagliata ad una domanda a risposta multipla, ci sarà una penalizzazione pari al 25% del punteggio assegnato alla domanda. Il voto complessivo della prova sarà la somma dei voti ottenuti nei due moduli (espressi in quindicesimi). Chi avrà ottenuto un punteggio complessivo superiore a 15/30 e un punteggio del singolo modulo non inferiore a 7/15, potra' richiedere una prova orale integrativa (facoltativa) che permette di modificare il voto di massimo +o- 3 punti. Per ottenere la lode è necessario sostenere l'orale integrativo. L'orale integrativo ha una durata di circa 15/20 minuti, verte sull'intero programma del corso e consiste in una domanda o breve esercizio di elettrotecnica ed una domanda o breve esercizio di impianti elettrici. Durante lo scritto è ammesso l’uso della calcolatrice e di fogli di brutta. Non è consentita la consultazione di materiale o appunti. E' disponibile sul portale della didattica una prova di esame di esempio.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

La valutazione finale è effettuata mediante un quiz online o uno scritto in aula, della durata di 60 minuti. Il compito è costituito da due moduli. Un modulo di elettrotecnica ed un modulo di impianti elettrici, della durata di 30 minuti ciascuno. Le due parti hanno lo stesso peso nella valutazione finale. Modulo di elettrotecnica: Il modulo di elettrotecnica è costituito da domande a risposta multipla di teoria e domande a risposta multipla e domande a risposta numerica che prevedono lo svolgimento di un breve esercizio. Modulo di impianti: Il modulo di impianti è costituito da domande a risposta multipla di teoria, da domande a risposta multipla e domande a risposta numerica che prevedono lo svolgimento di un breve esercizio e da brevi domande di teoria e di calcolo aperte. Qualora la risposta alle domande aperte richieda una parte grafica, nel caso di quiz online, si suggerisce il disegno su carta ed il caricamento tramite webcam. I punteggi assegnati alle domande saranno diversi, in funzione del tipo di domanda, e saranno indicati nel testo. In caso di risposta sbagliata ad una domanda a risposta multipla, ci sarà una penalizzazione pari al 25% del punteggio assegnato alla domanda. Il voto complessivo della prova sarà la somma dei voti ottenuti nei due moduli (espressi in quindicesimi). Chi avrà ottenuto un punteggio complessivo superiore a 15/30 e un punteggio del singolo modulo non inferiore a 7/15, potra' richiedere una prova orale integrativa (facoltativa) che permette di modificare il voto di massimo +o- 3 punti. Per ottenere la lode è necessario sostenere l'orale integrativo. L'orale integrativo ha una durata di circa 15/20 minuti, verte sull'intero programma del corso e consiste in una domanda o breve esercizio di elettrotecnica ed una domanda o breve esercizio di impianti elettrici. Durante lo scritto è ammesso l’uso della calcolatrice e di fogli di brutta. Non è consentita la consultazione di materiale o appunti. E' disponibile sul portale della didattica una prova di esame di esempio.