Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

L'insegnamento si propone di esporre le leggi fondamentali che regolano il comportamento dei circuiti elettrici lineari a paramentri concentrati e di fornire metodi sistematici che consentano di analizzare nel dominio del tempo e della frequenza il comportamento di circuiti elettrici resistivi e dinamici. Sarà inoltre fornita un'introduzione all'analisi automatica dei circuiti per mezzo del calcolatore. Le esercitazioni completano con esempi applicativi gli argomenti teorici trattati nelle lezioni.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

L'insegnamento illustra le leggi fondamentali dell’Elettromagnetismo Classico e delle Onde Elettromagnetiche.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Conoscenza delle leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici. Conoscenza delle tecniche d'analisi di circuiti lineari resistivi e dinamici. Abilità nel calcolo e nella discussione del comportamento di circuiti elettrici. Abilità nell'uso di programmi di analisi automantica di circuiti (SPICE).

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Lo scopo è di acquisire le conoscenze di base relative a principi fisici, basi matematiche ed evidenze sperimentali dei fenomeni descritti dalle equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. Sono trattati in particolare i fenomeni elettrostatici e magnetostatici, quelli induttivi e le onde elettromagnetiche. Le abilità acquisite dallo studente consistono nell’applicazione di tali conoscenze alla soluzione di problemi riguardanti i fenomeni elettromagnetici nei regimi stazionario e dipendente dal tempo e le proprietà delle radiazioni elettromagnetiche. Le conoscenze e le abilità acquisite sono propedeutiche agli insegnamenti successivi riguardanti i fondamenti e le tecnologie alla base dell' ingegneria dell’informazione e della comunicazione (ICT).

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Conoscenze di Fisica: potenza ed energia, elettromagnetismo di base. Conoscenze di Matematica: algebra lineare e calcolo matriciale, equazioni differenziali lineari, algebra dei numeri complessi.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Strumenti e concetti appresi nell'insegnamento di Fisica I sono un prerequisito fondamentale. La comprensione degli argomenti dell'insegnamento presuppone familiarità con gli strumenti matematici trattati in Analisi Matematica I e II e in Algebra Lineare e Geometria, in particolare il calcolo integrale e differenziale delle funzioni di una o più variabili, l’algebra e il calcolo vettoriale.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

L'insegnamento è organizzato in due parti: “Concetti e metodi fondamentali” (2 crediti) e “Analisi di circuiti lineari” (5 crediti). 1. Concetti fondamentali (2 crediti) Circuiti elettrici a parametri concentrati; tensione, corrente e potenza. Convenzioni di segno. Leggi di Kirchhoff. Teorema di Tellegen. Elementi circuitali fondamentali. Connessione serie e parallelo di elementi resistivi ad una porta. Partitori di tensione e di corrente. Analisi nodale. 2. Analisi di circuiti lineari (5 crediti) 2.a Circuiti resistivi (1.5 crediti). Generatori dipendenti, amplificatore operazionale ideale. Teoremi per reti elettriche: teorema di Millman, principio di sovrapposizione degli effetti, teorema di sostituzione, teoremi di Thevenin e Norton. 2.b Circuiti dinamici (1.5 crediti). Induttore e condensatore; connessione serie e parallelo di induttori e condensatori. Circuiti del primo ordine RC e RL con generatori costanti e interruttori ideali. Circuiti del secondo. Formulazione e soluzione delle equazioni di stato. 2.c Regime sinusoidale (2 crediti). Equazioni circuitali in regime sinusoidale, analisi simbolica e fasori. Potenza in regime sinusoidale. Massimo trasferimento di potenza. Funzioni di rete: impedenza, ammettenza e funzioni di trasferimento. Diagrammi di Bode.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Campi elettrici stazionari (~10 ore -1CFU): Legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, moto di una carica in un campo elettrico uniforme. Distribuzioni discrete e continue di carica. Dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. Capacità elettrica. Condensatori. Energia del campo elettrico. Conduttività elettrica, legge di Ohm, effetto Joule. Campi magnetici stazionari (~15 ore – 1.5 CFU): Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Forza magnetica su una corrente elettrica, coppia magnetica su una spira rettangolare e di forma qualsiasi, momento di dipolo magnetico. Le sorgenti del campo magnetico: legge di Ampère-Laplace e applicazione con corrente rettilinea (formula di Biot-Savart, forze fra correnti) e con corrente chiusa. Solenoide di lunghezza infinita o finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi stazionari. Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo (~15 ore -1.5 CFU): Induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Henry, moto relativo di un conduttore e di un campo magnetico. Autoinduzione. Circuiti accoppiati, mutua induzione. Energia del campo magnetico. Principio di conservazione della carica, legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi elettromagnetici dipendenti dal tempo nel vuoto. Onde elettromagnetiche (~10 ore -1CFU): Propagazione delle onde, cenni sulle onde elastiche. Equazione delle onde elettromagnetiche (derivazione dalle equazioni di Maxwell). Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche piane, vettore di Poynting. Pressione di radiazione, polarizzazione delle onde elettromagnetiche, radiazione elettromagnetica di un dipolo elettrico oscillante. Spettro delle onde elettromagnetiche.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

L'insegnamento è organizzato in lezioni ed esercitazioni. Le esercitazioni (circa il 30% di ogni credito) hanno lo scopo di mostrare l’applicazione dei metodi generali di analisi dei circuiti presentati durante le lezioni. Durante le esercitazioni è richiesto lo svolgimento di alcuni problemi da parte degli studenti. Alcune ore saranno dedicate all’introduzione del programma d'analisi automatica di circuiti (Pspice).

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

L'insegnamento (5 crediti) si articola in 37.5 ore di lezione e 12.5 ore di esercitazioni

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Testi di riferimento: Charles K Alexander and Matthew Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, 6Th Edition, McGraw-Hill Education Clayton R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, Wiley 2001. M. Biey, M. Bonnin, F. Corinto, Esercitazioni di elettrotecnica, CLUT, Torino, 2012. M. Biey, Spice e PSpice: introduzione all'uso, CLUT, Torino, 2001. Libri consigliati per consultazione: Charles A. Desoer and Ernest S. Kuh, Basic circuit theory. McGraw- Hill, 1969 R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, Bologna, 2003. Materiale aggiuntivo e esempi di temi d’esame sono disponibili sul sito del corso. Si invita a consultare il sito del corso per gli aggiornamenti sul materiale e le comunicazioni del docente.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Testo di riferimento per teoria ed esercizi: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, Elettromagnetismo - Onde, vol. II, EdiSES, Napoli, 2010. Il libro di testo contiene numerosi esercizi e problemi, anche svolti. Ulteriore materiale di supporto (diapositive, eserciziari) sarà messo a disposizione degli studenti mediante il portale della didattica a cura dei docenti. Inoltre saranno rese accessibili le videolezioni degli anni precedenti.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Slides; Libro di esercitazione; Esercizi risolti; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Slides; Esercizi; Esercizi risolti; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

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

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Exam: Written test;

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Exam: Compulsory oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

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Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Elettrotecnica)

Le conoscenze e la capacità di analizzare circuiti elettrici sarà accertata attraverso un esame finale basato su una prova scritta. La prova ha una durata di 90 minuti. L’esame si basa su una prova che include due parti: - PARTE A: sei (6) domande a risposta multipla ciascuna delle quali ha solo una risposta corretta (con punteggio totale fino a 18 punti) - PARTE B: due (2) problemi di analisi circuitale con risposta aperta (fino a 12 punti). Solo per la PARTE A, una non risposta corretta da una penalizzazione di 1/3 dei punti assegnati alla risposta corretta. Nessuna penalità è prevista in caso di non risposta. La PARTE B sarà valutata se e solo se lo studente ottiene nella PARTE A almeno sei (6) punti. Libri e/o appunti non possono essere usati durante la prova, ma l’uso di una calcolatrice scientifica è consentito. L'esame relativo al modulo "Teoria dei circuiti" (7CFU) è superato solo la votazione finale è di almeno 18/30. Importante: Un unico voto finale sarà registrato per l'esame "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" (12CFU). La valutazione finale sarà determinata dalla media pesata del voto conseguito in ciascun modulo (i.e. Elettromagnetismo (5CFU) e Teoria dei Circuiti (7CFU)). I due moduli devono essere superati nel corso dello stesso Anno Accedemico.

Elettromagnetismo e Teoria dei circuiti (Fisica II)

Modalità di esame: Test informatizzato; Prova orale obbligatoria; Prenotazione obbligatoria. L’esame valuta la conoscenza e la comprensione degli argomenti elencati nel programma, unitamente alla loro applicazione e alla soluzione di problemi numerici e simbolici. La prenotazione è obbligatoria per poter sostenere l’esame e va effettuata sul Portale della Didattica, rispettando tassativamente le modalità e le scadenze stabilite dalla Segreteria Didattica. Durante le prove, non è consentito utilizzare libri, appunti o altro materiale didattico attinente al programma del Corso. Non è consentito l’uso di calcolatrici personali. E' disponibile l'uso della calcolatrice sui computer del LAIB. L’esame si articola nelle seguenti parti: 1) test a risposta multipla, della durata di mezz'ora, con 15 domande relative sia ad argomenti teorici che applicativi. Il test è superato con un punteggio minimo di 15/30. Il punteggio massimo conseguibile al test è pari 30/30. Il voto del test è ottenuto assegnando 2 punti ad ogni risposta corretta; 0 punti ad ogni risposta non data; ed una penalità pari -0.6 per ogni risposta errata. 2) prova orale, a cui possono accedere solo gli studenti che hanno superato il test a risposta multipla di cui al punto 1). La prova orale consta generalmente di due domande. Una domanda di tipo applicativo (soluzione di un problema) e una domanda di tipo teorico. Il voto massimo conseguibile dopo la prova orale è ottenuto tenendo conto anche del voto di test ed è pari a 30/30. Eccezionalmente sarà anche assegnata una votazione pari a 30 e lode. La prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello in cui è stato superato il test, pena la decadenza della validità del test stesso, e potrà includere la discussione del test. L'esame di Elettromagnetismo si intende superato con una votazione complessiva (test + orale) pari a 18/30. IMPORTANTE: Il voto registrato è unico per l'insegnamento integrato di Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti. Il voto sarà determinato da una media ponderata del voto conseguito in entrambi i moduli (cioè Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti). L’esame dei due moduli deve essere sostenuto nello stesso anno accademico.

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.