Il corso 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 connessio

Il corso 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 al più il 60% 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, in diretta). Circa il 40% di ogni credito formativo e’ dedicato ad esercitazioni, che sono organizzate in due modalità diverse e complementari. Da orario sono previsti due blocchi di esercitazioni. Il primo blocco e' strutturato come una lezione e si svolge in presenza o in remoto tramite virtual classroom, ed e' comunque videoregistrato. In questo blocco sara' il docente a illustrare la soluzione di esercizi selezionati. Questa esercitazione si svolge in diretta, con partecipazione attiva degli studenti nel porre domande di chiarimento sia durante che al termine dello svolgimento di ogni esercizio. Il secondo blocco di esercitazione prevede la soluzione da parte degli allievi di problemi d’analisi di circuiti elettrici sfruttando i metodi illustrati a lezione e gli esempi visti durante il primo blocco di esercitazione. Se consentito, questa esercitazione si svolgerà in aula con docente e studenti presenti. In ogni caso, sara' garantito un collegamento remoto, sempre in diretta, per gli studenti impossibilitati a recarsi in aula. Questi ultimi potranno porre domande al docente o collaboratore responsabile della sessione remota. 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.

Testo di riferimento per il corso: V. Daniele, A. Liberatore, R. Graglia, S. Manetti, Elettrotecnica, III edizione, Monduzzi Editore, Bologna, 2005. R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003. 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 u!ciale. 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 di!colta', 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.