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Anno Accademico 2009/10
13AUQFD
Elettrotecnica II
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Tartaglia Michele ORARIO RICEVIMENTO     40 16 0 0 10
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/31 5 B - Caratterizzanti Ingegneria elettrica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso introduce ai campi elettromagnetici quasi stazionari individuando i principali temi dell'ingegneria elettrica:
campi elettrostatici, campi di corrente statici, campi magnetostatici e campi elettromagnetici trascurando i fenomeni di propagazione.
Competenze attese
Trattazione dei problemi di campo statico o quasi statico. Analisi di geometrie semplici e valutazione dei parametri integrali pił significativi (capacitą, conduttanza, resistenza di terra). Trattazione dei circuiti magnetici e dei circuiti elettrici accoppiati. Campi in aria e modelli induttivi delle linee. Introduzione all'Elettromeccanica.
Prerequisiti
Elettrotecnica , Fisica.
Programma
Introduzione ai campi scalari, vettoriali, connessi e non. Gradiente e sue proprietą, integrale di linea associato. Divergenza e Teorema della divergenza. Rotazione e Teorema di Stokes. Operatori del 2° ordine. Campi irrotazionali e potenziale scalare. Campi solenoidali e potenziale vettore. Campi qualsiasi, teorema di Helmotz. Campo elettrostatico, equazioni e caso di conduttori ed isolanti. Condizioni nel passaggio tra mezzi diversi; concetto di capacitą. Metallizzazione di superfici equipotenziali. Cariche puntiformi, campo e potenziale. Capacitą condensatore sferico. Caso di pił cariche puntiformi. Dipolo elettrico. Caso di 3 cariche puntiformi e principio delle immagini. Campo nei pressi di una sfera conduttrice in un campo uniforme.
Spinterometro a sfere: Calcolo delle cariche immagini.Spinterometro a sfere. Calcolo capacitą e campo.
Distribuzione di carica su un segmento in un mezzo omogeneo ed uniforme. Effetto del Terreno e principio delle immagini. Calcolo di capacitą. Carica su una retta, campi cilindrici e condensatore cilindrico.
Capacitą e campo elettrico in presenza di geometrie cilindriche ad assi paralleli. Cilindri uno interno all'altro ed uno esterno all'altro.
Linee multifilari e loro rappresentazione. Calcolo delle tensioni dalle cariche e viceversa. Valutazione campi.
Sistemi multiconduttori e loro rappresentazione con capacitą.
Campo di corrente stazionario. Equazione e condizioni sulle superfici di separazione del mezzo. Dispersore sferico, semisferico a filo del terreno, sferico affondato.
Resistenza di terra, tensioni di passo e di contatto. Analogia capacitą conduttanza. Calcolo resistenza di terra e tensioni di passo e contatto per dispersori cilindrici.
Introduzione al campo magnetico statico: equazioni. Forma integrale delle equazioni del campo magnetico, flusso e densitą di flusso. Circuiti magnetici: definizioni e leggi
Caso dei magneti permanenti. Potenziale vettore magnetico. Deduzione della formula di Biot-Savart: esempi di applicazione (spira circolare).
Legge di Faraday. Concetti di auto e mutue induttanze nei circuiti magnetici
Calcolo auto e mutue induttanze per trattare circuiti magnetici ed elettrici ad essi interconnessi. Concetti di auto e mutue induttanze nella trattazione di linea bifilare e di linee multifilari. Formula di Neumann.
Auto e mutue Induttanze delle linee.
Linee elettriche: calcoli di campo e forza sui conduttori. Azioni meccaniche dei campi magnetici.
Legge di Faraday per campi in movimento: spire immerse in campi magnetici. Effetti elettrodinamici: applicazione a conduttori filiformi. Elettromagneti.
Correnti parassite in semispazio conduttore. Striscia illimitata, correnti parassite. Correnti parassite in lamierini magnetici. Approccio semplificato e cenni alla trattazione rigorosa
Programma: informazioni integrative
Durante il corso, il docente o l'esercitatore riceveranno gli studenti a partire da un'ora prima delle lezioni o dopo la lezione per ½ ora. Si riceve su appuntamento dopo lo svolgimento del corso.
Laboratori e/o esercitazioni
Soluzione delle equazioni di Laplace e Poisson per un campo elettrostatico in coordinate sferiche.
Cariche immagine rispetto ad un piano.
Spinterometro a sfere.
Condensatore piano, cilindrico e sferico:capacitą e tensione di rottura.
Campo di un segmento carico
Campo elettrostatico di una linea elettrica con potenziali assegnati.
Capacitą e campo elettrico in presenza di geometrie cilindriche ad assi paralleli abbracciantesi.
Capacitą e campo elettrico in presenza di geometrie cilindriche ad assi paralleli non abbracciatesi
Campi di corrente in impianti di terra con dispersori non interagenti.
Campi di corrente con dispersori interagenti. Approccio semplificato. Valutazione effetto interazione nei collegamenti in parallelo ed in serie.
Circuiti magnetici con e senza magneti permanenti.
Legge di Faraday: convenzioni di segno.
Circuiti magnetici in regime sinusoidale: circuito elettrico equivalente. Circuiti magnetici in regime sinusoidale: metodo delle auto e mutue induttanze.
Auto e mutue Induttanze delle linee.
Linee elettriche: calcolo di campo e forza sui conduttori.
Cenni di elettromeccanica.
Bibliografia
L. Piglione, 'Elettrotecnica: Filtri-Linee-Campi', Levrotto & Bella, Torino (esaurito).
K. Kupfmüller, 'Fondamenti di Elettrotecnica', UTET, Torino, 1968.
C.R. Paul, K. W. Whites, S.A. Nasar, 'Introduction to Electromagnetic Fields', Mc Graw-Hill, 2000.
D. K. Cheng, ' Field and Waves Electromagnetics', Addison-Wesley publishing Company, 1996.
M. D'Amore, 'Elementi di Elettrotecnica: Campi e Circuiti', edizioni scientifiche SIDEREA, Roma, 1995.
A. Canova, G. Gruosso, M. Tartaglia, 'Esercitazioni di Elettrotecnica: Linee e campi', Levrotto & Bella, Torino, 2003.
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / Modalitą d'esame
Prova scritta e prova orale. La prova orale potrą essere sostenuta se quella scritta raggiunge una soglia minima (>13/30).
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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