L'insegnamento 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. Convenzioni di segno. 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.

L'insegnamento e' organizzato in lezioni ed esercitazioni, fruibili sia in presenza (qualora consentito dalla normativa vigente) che in remoto. Le lezioni in remoto sono videoregistrate e rese disponibili sia negli orari ufficiali (quando possibile, con qualche giorno in anticipo) che sul portale per tutta la durata del corso. Le lezioni in presenza (se consentite dalla normativa vigente) sono videoregistrate e rese disponibili per la fruizione remota sia in diretta che successivamente sul portale del corso. Ogni blocco di lezione registrata occupa circa il 70-80% del tempo previsto in orario. Il tempo rimanente e' dedicato a una sessione di domande/risposte di chiarimento e discussione (in presenza, oppure in virtual classroom se da remoto). Circa il 40% di ogni credito formativo e’ dedicato ad esercitazioni. Gli studenti saranno suddivisi in due squadre, ciascuna squadra frequenterà una sessione settimanale di esercitazione della durata di tre ore. Le esercitazioni si svolgeranno in presenza (se possibile) o in remoto. Sarà videoregistrata e resa fruilbile da remoto almeno una delle due sessioni settimanali (il programma sarà lo stesso per le due sessioni). Le esercitazioni si svolgeranno in diretta, con partecipazione attiva degli studenti nel risolvere i quesiti posti dal docente, e nel porre domande di chiarimento sia durante che al termine dello svolgimento di ogni esercizio. In alcune esercitazioni gli studenti impareranno ad usare un moderno programma di simulazione circuitale (Spice), oltre che a scrivere semplici programmi MATLAB per l'analisi automatica dei circuiti, seguendo gli esempi proposti dal docente.

Testi di riferimento per il corso: R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003. V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, III edizione, Monduzzi Editore, Bologna, 2005. 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. E' ulteriormente disponibile un servizio web denominato "autoCircuits" (www.autocircuits.org) che permette la generazione automatica di un numero illimitato di esercizi organizzati per capitolo e difficolta', sempre diversi. Questo servizio e' lo stesso utilizzato dal docente per preparare i temi d'esame. Istruzioni sull'utilizzo di questo servizio sono fornite a lezione.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... 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 prima parte include 8 quesiti elementari (2 punti ciascuno, totale 16 punti), per cui lo studente dovrà fornire unicamente il risultato finale (senza derivazioni). L'obbiettivo di questa prima parte e' accertare l’apprendimento delle leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici e l’abilità dello studente di analizzare circuiti elettrici “semplici” scegliendo la tecnica di analisi più conveniente. La seconda parte della prova intende accertare la padronanza delle tecniche di analisi di circuiti dinamici anche di ordine elevato acquisita dallo studente, proponendo due esercizi più complessi e strutturati (totale 14 punti), con particolare riguardo alle tecniche di analisi di problemi di reti nel dominio di Laplace e/o in regime sinusoidale permanente. Lo studente dovrà riportare tutti i passi della soluzione in questa seconda parte. 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.

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.

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

L’esame si svolge con modalità simili a quelle tradizionali, ma con alcune importanti differenze. In particolare, l’esame sarà costituito da una prova scritta seguita da una breve prova orale, obbligatoria per tutti. Prova scritta: requisiti e svolgimento La prova scritta si svolge tramite il proprio PC da casa, utilizzando la piattaforma di Ateneo "Exam" accessibile attraverso il link presente nelle pagine personali del portale ella didattica. L’applicativo prevede l’identificazione e il monitoraggio tramite webcam. Le immagini registrate durante lo svolgimento dell’intera prova saranno a disposizione dei docenti per la verifica di eventuali irregolarità. Per poter partecipare occorre essere dotati di PC Windows 10 oppure Mac dotato di Webcam, e avere preventivamente installato il lockdown browser "Respondus". Gli studenti sono tenuti ad effettuare una simulazione con alcuni giorni di anticipo, sul portale della didattica nella sezione "Esami in Remoto”, per poter identificare e risolvere eventuali criticità. Comunicare al docente con largo anticipo eventuali indisponibilità di hardware/software richiesti. Per lo svolgimento della prova e' necessario: - preparare un documento di riconoscimento con fotografia; - collocarsi a una distanza dalla webcam tale da consentire di essere visti per intero dai docenti; - mantenere la webcam sempre accesa facendo in modo da essere sempre inquadrati e mantenere il microfono sempre acceso; Si applicano le regole generali per l’esame: - è consentito utilizzare esclusivamente una calcolatrice scientifica non programmabile, l'occorrente per scrivere, e dei fogli bianchi; - è severamente vietato consultare appunti, formulari o qualsiasi altro supporto; - i telefoni cellulari devono essere rigorosamente spenti, pena l’annullamento della prova; - non è consentito utilizzare cuffie o auricolari; - non è consentito allontanarsi dal pc durante lo svolgimento della prova (il sistema controlla automaticamente che il volto sia costantemente inquadrato dalla webcam) Prova scritta: modalità La durata della prova scritta è pari a 90 minuti. Il tempo decorre a partire dall'inizio del quiz. Il sistema prevede una minima tolleranza sull’orario di chiusura del quiz, ma è importante iniziare al più presto dopo l’orario di apertura onde evitare una riduzione del tempo a disposizione. Nel corso del test è possibile scorrere avanti e indietro tra le varie domande, in modo da ricontrollare ed eventualmente rettificare le risposte inserite. Per correggere le risposte già inserite basta editare direttamente il testo della risposta. È possibile inviare la prova e concludere l’esame in anticipo dopo che sarà trascorso l’80% del tempo a disposizione (ovvero circa un’ora e dieci minuti). La prova scritta comprende due parti. 1. La prima parte include 8 quesiti elementari (da 2 a 4 punti ciascuno, totale 19 punti), per cui lo studente dovrà fornire unicamente il risultato finale (senza derivazioni). L'obbiettivo di questa prima parte è accertare l’apprendimento delle leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici e l’abilità dello studente di analizzare circuiti elettrici “semplici” scegliendo la tecnica di analisi più conveniente. I quesiti saranno a risposta aperta, e le risposte dovranno essere fornite digitando solo il risultato (senza derivazioni) nello spazio dedicato. Utilizzare un testo semplice per indicare la risposta. Se la risposta comprende una formula, scriverla sotto forma di testo semplice come nei due esempi qui sotto H(s)=(sRC+1)/(s^2 LC+ sRC+1) v(t) = [4 e^(-7t) – 5] V 2. La seconda parte intende accertare la padronanza delle tecniche di analisi di circuiti dinamici anche di ordine elevato acquisita dallo studente, proponendo un esercizio più complesso e strutturato (totale 7 punti), con particolare riguardo alle tecniche di analisi di problemi di reti nel dominio di Laplace e/o in regime sinusoidale permanente. Lo studente dovrà riportare tutti i passi della soluzione in questa seconda parte. Leggere e seguire attentamente le istruzioni seguenti. - Inserire nello spazio libero di testo il risultato senza passaggi, indicando eventuali formule mediante testo semplice, come indicato al punto 1). - Dettagliare la soluzione in bella, includendo i passaggi intermedi, su un singolo foglio A4, unitamente a nome, cognome, e numero di matricola (lo spazio sarà più che sufficiente). - Allegare un'immagine del foglio acquisita tramite webcam utilizzando l’opportuna funzionalità dell’applicativo: l’editor è dotato di un pulsante “fotografia” dedicato a questo scopo. L'immagine caricata in questa fase serve esclusivamente come controprova di autenticazione dell'immagine ad alta qualità di cui al punto successivo. Non occorre pertanto che sia completamente leggibile. Per coloro che non riuscissero a scattare la foto con la webcam, è possibile in alternativa inquadrare il foglio sollevandolo di fronte a sé, in modo che risulti visibile dalla registrazione video. Si raccomanda di utilizzare questa seconda opzione solamente come alternativa in caso di mancato funzionamento dell'opzione di acquisizione, e di effettuare questa operazione appena prima di terminare la prova, in modo da facilitare l'individuazione della controprova all'interno del filmato. - Al termine della prova, ed entro un tempo limite di 10 minuti, caricare una scansione o una foto ad alta risoluzione del foglio A4 nella sezione elaborati della pagina del corso. Questa immagine costituirà l’effettivo elemento di valutazione della relativa parte di problema. L’immagine ad alta risoluzione deve essere coerente con la controprova caricata all’interno del quiz. La Polito app fornisce la possibilità di inviare foto di elaborati mediante fotocamera. - Non saranno prese in considerazione: Soluzioni che portano ad un risultato differente da quello fornito nella prova Immagini che differiscono dalla controprova (ad esempio, con testo aggiuntivo e/o diverso) Immagini caricate oltre il tempo limite di 10 minuti dal termine della prova Immagini trasmesse per e-mail o qualsiasi altra modalità diversa dal caricamento nella sezione elaborati Prova orale: modalità Un punteggio minimo pari a 13/26 conseguito nella prova scritta permette l'accesso a una breve prova orale, che sarà effettuata da remoto in gruppi di almeno 2 studenti. Istruzioni per il collegamento saranno distribuite dal docente dopo la correzione della prova scritta. Durante l’orale sarà discusso lo scritto e verranno posti ulteriori quesiti sotto forma di esercizi da commentare ed eventualmente svolgere in diretta. Questa prova orale sostituisce il secondo esercizio "lungo" dell'esame tradizionale in presenza. L'orale permette di conseguire fino a 7 punti aggiuntivi oltre al voto dello scritto. L'orale e' obbligatorio per tutti gli scritti effettuati da remoto. Dopo la conclusione della prova scritta, verranno pubblicate le soluzioni (solo i risultati degli esercizi, non il procedimento) sul sito del corso, e gli studenti avranno due giorni per comunicare al Docente (per Email) la volontà di ritirarsi, senza lasciare traccia. Una volta trascorso questo termine e iniziata la correzione, il voto sara' registrato in ogni caso.

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

Qualora l'esame si svolga in modalita' mista: per lo scritto in remoto si applicano le stesse regole e procedure soprascritte. Regole specifiche per lo scritto in presenza La prova scritta in presenza ha una 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 prima parte include 8 quesiti elementari (2-4 punti ciascuno, totale 19 punti), per cui lo studente dovrà fornire unicamente il risultato finale (senza derivazioni). L'obbiettivo di questa prima parte e' accertare l’apprendimento delle leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici e l’abilità dello studente di analizzare circuiti elettrici “semplici” scegliendo la tecnica di analisi più conveniente. La seconda parte della prova intende accertare la padronanza delle tecniche di analisi di circuiti dinamici anche di ordine elevato acquisita dallo studente, proponendo due esercizi più complessi e strutturati (totale 14 punti), con particolare riguardo alle tecniche di analisi di problemi di reti nel dominio di Laplace e/o in regime sinusoidale permanente. Lo studente dovrà riportare tutti i passi della soluzione in questa seconda parte. 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. Differenze fra esame in presenza e in remoto: riassunto - lo scritto in presenza ha una durata di 2 ore e comprende 8 quesiti elementari e due esercizi più complessi. lo scritto in remoto ha una durata di 90 minuti e comprende 8 quesiti elementare e un solo esercizio più complesso - se lo scritto e' effettuato in presenza, la prova orale successiva prevede unicamente la discussione dello scritto. Se lo scritto e' effettuato in remoto, la prova orale comprende anche l'impostazione/risoluzione di almeno un esercizio più complesso, oltre alla discussione dello scritto.