Il corso intende fornire allo studente i fondamenti del calcolo dei circuiti elettrici e gli aspetti essenziali delle applicazioni elettriche in ambito industriale, con particolare riguardo ai problemi della progettazione e gestione dei sistemi elettrici. Il programma prevede perciò una prima parte dedicata all’analisi dei circuiti elettrici in regime stazionario e sinusoidale e allo studio dei sistemi trifase. La seconda parte, dopo una sezione dedicata al trasformatore, tratta i principi della produzione e trasmissione dell’energia elettrica e considera poi gli impianti elettrici in bassa tensione, soffermandosi sugli aspetti progettuali, normativi ed economici.

Capacità di risolvere semplici circuiti in regime stazionario e sinusoidale. Capacità di risolvere semplici circuiti trifase simmetrici ed equilibrati. Conoscenza dei concetti base di: collegamento dei circuiti, regime sinusoidale, rifasamento, perdite e cadute di tensione nelle linee. Conoscenza dei concetti base sul sistema elettrico e le fonti energetiche. Capacità di progettare un semplice impianto elettrico di distribuzione. Conoscenza dei fondamenti normativi su impianti elettrici e sicurezza elettrica. Conoscenza degli aspetti economici e tariffari dell’energia elettrica.

Nozioni base di algebra, geometria e analisi matematica. Aritmetica dei numeri complessi. Nozioni base di elettromagnetismo.

Circuiti elettrici in regime stazionario. Circuiti elettrici in regime periodico sinusoidale. Sistemi trifase. Nozioni sul trasformatore. Impianti elettrici: produzione e trasmissione dell’energia elettrica, fonti energetiche, componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti, sicurezza elettrica, progettazione elettrica e valutazioni economiche. Programma dettagliato Circuiti elettrici in regime stazionario Circuito elettrico elementare. Regime stazionario. Definizione delle grandezze fondamentali. Concetto di bipolo. Convenzioni di segno. Principi di Kirchhoff. Connessioni di bipoli: serie, parallelo, stella, triangolo. Partitore di tensione e di corrente. Scrittura delle equazioni di Kirchhoff di una rete. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teoremi di Thévenin e Norton. Teorema di Millman. Trasformazione stella-triangolo. Potenze in regime stazionario. Circuiti elettrici in regime periodico sinusoidale Generalità sul regime variabile. Regime periodico sinusoidale. Energie nei campi elettrico e magnetico. Bipoli conservativi: induttore e condensatore ideale. Valori caratteristici delle funzioni periodiche. Corrispondenza tra sinusoidi e fasori. Metodo simbolico. Soluzione di una rete con il metodo simbolico. Impedenza e ammettenza. Impedenza equivalente. Potenze in regime sinusoidale. Triangolo delle potenze e potenza complessa. Teorema di Boucherot. Rifasamento. Sistemi trifase Sistemi trifase. Tensioni stellate e concatenate. Correnti di linea e di lato. Carichi equilibrati. Sistemi simmetrici. Circuito monofase equivalente. Carichi squilibrati. Sistemi dissimmetrici. Potenze nei sistemi trifase. Relazioni generali per sistemi a tre e a quattro fili. Misura della potenza. Inserzione Aron. Caduta di tensione su linee trifase e monofase. Rifasamento nei sistemi trifase. Generalità sulle macchine elettriche e nozioni sul trasformatore Richiami sui campi magnetici. Trasformatore e sue applicazioni. Cenni sulle macchine rotanti. Produzione e trasmissione dell’energia elettrica Generalità sul sistema di produzione e trasmissione dell'energia elettrica. Fonti convenzionali e rinnovabili. Sistemi di accumulo. Generazione distribuita. Struttura delle reti di distribuzione. Smart grid. Cenni sulle linee elettriche e sullo stato del neutro. Componenti elettrici e protezione contro le sovracorrenti Normativa. Interruzione dell'arco elettrico. Interruttori di potenza e di manovra. Relè: tipi e impieghi. Relè magnetico, termico e differenziale. Condutture elettriche. Coordinamento tra protezioni e condutture. Sicurezza elettrica Generalità. Principali definizioni. Sistemi di distribuzione TT, TN e IT. Impianti di terra. Protezione contro i contatti diretti. Protezione contro i contatti indiretti. Progettazione elettrica e valutazioni economiche Cenni sulla progettazione dei sistemi di distribuzione dell'energia elettrica negli stabilimenti industriali. Valutazione del fabbisogno elettrico. Cabine di trasformazione e quadri elettrici. Impianti di rifasamento industriale. Tariffazione dell’energia elettrica. Mercato elettrico.

Lezioni. Esercizi di calcolo e applicazione degli argomenti trattati nelle lezioni. Esperienze di laboratorio (facoltative).

Utilizzati nel corso:  F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali – Parte I – Teoria ed esercizi, Politeko, Torino  F. Piglione, G. Chicco, Sistemi Elettrici Industriali – Parte II – Teoria ed esercizi, Politeko, Torino  Materiale didattico scaricabile dalla pagina web del corso Di approfondimento:  G. Conte, Impianti elettrici, Hoepli, Milano  V. Cataliotti, Impianti elettrici, Vol. III, Flaccovio, Palermo  Siti web www.elektro.it e www.elektro.it/elektro_sicurel_html/elektro_sicurel_0.html

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. Il tempo a disposizione è due ore. L’esito della prova è registrato come voto finale dell’esame. Non è previsto un orale integrativo. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a comunicare con altre persone è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento.

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

Modalità prova scritta in presenza. Prova scritta in aula. La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. L’esito della prova può essere registrato come voto finale dell’esame. In alternativa alla registrazione diretta, chi ha ottenuto almeno 26/30 nella prova scritta può accedere a una prova orale integrativa. La prova orale verte sullo stesso programma di quella scritta. Il tempo a disposizione è due ore. E' necessario presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a copiare è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Durante la prova non è consentito uscire dall’aula. Modalità prova scritta in remoto. Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). La prova comprende esercizi e domande di teoria e verte su tutto il programma del corso. Il tempo a disposizione è due ore. L’esito della prova è registrato come voto finale dell’esame. Non è previsto un orale integrativo. Durante la prova non è ammessa la consultazione di libri o appunti, salvo il formulario scaricabile dal sito web del corso. Chi contravviene a questa norma oppure è sorpreso a comunicare con altre persone è automaticamente respinto. Non è ammesso l’uso di smartphone, notebook o similari, mentre è necessaria una calcolatrice. Presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento.