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.

Conoscere e comprendere le leggi fondamentali che regolano i circuiti elettrici. Conoscere e saper applicare le tecniche d’analisi di circuiti anche dinamici e di ordine elevato. Saper analizzare circuiti elettrici, scegliendo in modo autonomo la tecnica d’analisi più conveniente. Essere in grado di 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 (circa 60 ore) ed esercitazioni (circa 40 ore per ogni squadra), la cui erogazione è prevista esclusivamente in presenza. Nel caso in cui la normativa vigente non consenta tale modalità, lezioni ed esercitazioni verranno svolte in remoto. Le lezioni in presenza prevedono l'esposizione dei concetti principali della teoria dei circuiti, nonché della loro applicazione alla soluzione di alcuni esercizi elementari. Durante ogni lezione è prevista una discussione in aula, a cui gli studenti sono sollecitati a partecipare attivamente interagendo con il docente. Sono disponibili videoregistrazioni delle lezioni di anni accademici precedenti, che saranno messe a disposizione degli studenti fin dall'inizio del corso (il programma dell'insegnamento non subirà variazioni rispetto al contenuto delle lezioni disponibili online). Qualora sia necessaria l'erogazione di lezioni in remoto, queste saranno erogate in diretta, registrate e rese disponibili sul portale della didattica. Il contenuto e le modalità di svolgimento delle lezioni in remoto sono uguali rispetto all'erogazione in presenza, in particolare riguardo all'interazione fra docente e studenti. 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. Nel caso di erogazione in presenza, saranno rese disponibili videoregistrazioni delle esercitazioni di anni accademici precedenti come per le lezioni. Nel caso di esercitazioni in remoto, sarà videoregistrata e resa fruilbile sul portale 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.

Slides; Esercizi; Video lezioni tratte da anni precedenti; Materiale multimediale ; Strumenti di auto-valutazione;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

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

Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame finale si svolge in presenza e 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. La prova scritta si svolge tramite il proprio PC in aula, utilizzando la piattaforma di Ateneo "Exam" accessibile attraverso il link presente nelle pagine personali del portale della didattica. Gli esercizi d'esame riguardano tutto il programma del corso, e sono divisi in 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 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. I quesiti potranno essere sia a risposta chiusa che a risposta aperta, nel qual caso le risposte dovranno essere fornite digitando solo il risultato numerico (senza derivazioni) nello spazio dedicato. 2. 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. I quesiti da risolvere saranno differenti per ogni studente e verranno resi disponibili sul portale individuale della piattaforma "Exam" in cui si svolge il test. Ogni studente riceverà un foglio, che dovrà essere restituito alla fine del test. La soluzione completa dovrà essere riportata su questo foglio "in bella", includendo anche i passaggi intermedi in modo da permettere al docente di verificare l'intero svolgimento. In caso di passaggi mancanti o ambigui con risultati indicati senza derivazione, lo svolgimento sarà ritenuto non valido. Non verranno corretti fogli di brutta (da non consegnare). A conclusione del test, il punteggio della parte 1 sarà disponibile immediatamente, mentre la parte 2 necessiterà di una correzione puntuale da parte del docente, portando ad un risultato finale massimo di 33/30. L'esame si considera fallito se il punteggio della parte 1 è inferiore a 9/19, nel qual caso la parte 2 non sarà corretta. In ogni caso, gli studenti potranno discutere lo scritto e chiedere chiarimenti al Docente sui propri errori prima della registrazione del voto. Sarà possibile ritirarsi dalla prova d’esame in ogni momento fino alla 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.