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Anno Accademico 2009/10
16AULET
Elettrotecnica
Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Gilli Marco ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/31 42 36 12 0 12
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/31 7.5 B - Caratterizzanti Ingegneria elettrica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si propone il duplice scopo di fornire agli studenti i fondamenti di teoria dei circuiti, propedeutici ai successivi insegnamenti di elettronica, e le nozioni essenziali necessarie alla comprensione delle principali applicazioni dell'ingegneria elettrica.
Competenze attese

Alla fine del corso lo studente avrÓ acquisito la capacitÓ di analizzare semplici circuiti lineari (sia in regime stazionario, che sinusoidale) e di comprendere la principali applicazioni dell'ingegneria elettrica industriale.
Prerequisiti
Corsi di base di analisi matematica, di geometria (algebra lineare) e di fisica.
Programma
Cod.(16AULET) - Elettrotecnica

A. PRINCIPI FONDAMENTALI E LEGGI DI KIRCHHOFF
Principi di Elettromagnetismo. Limiti di validitÓ della Teoria dei circuiti a parametri concentrati. Modelli di dispositivi elettrici: multipoli. Grandezze elettriche su un multipolo: tensione, corrente e potenza elettrica. Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti. Elementi di Teoria dei grafi e convenzioni di segno. Formulazione matriciale delle Leggi di Kirchhoff. Teorema di Tellegen.
B. RETI RESISTIVE (ADINAMICHE)
Definizione di resistore a due terminali; resistori lineari e non lineari, variabili ed invariabili nel tempo; passivitÓ. Resistore ideale. Generatori ideali di tensione e di corrente. Circuiti elementari. Resistore costituito da una rete di resistori: connessione in serie e parallelo, trasformazione stella-triangolo e triangolo-stella. Metodi per il calcolo di reti contenenti un solo generatore. Multipoli e multiporta resistivi lineari e non lineari. Doppi bipoli lineari e loro rappresentazione; generatori controllati, trasformatore ideale,
giratore. PassivitÓ e reciprocitÓ di multipoli resistivi lineari. Metodi generali per il calcolo delle reti resistive lineari: metodo dei nodi, dei nodi modificato e del tableau sparso; principio di sovrapposizione degli effetti; teoremi di Thevenin e di Norton. Principio di sostituzione.
C. RETI DINAMICHE
Condensatori e induttori a due terminali lineari e non lineari, variabili ed invariabili nel tempo: relazioni costitutive e proprietÓ fondamentali. Circuiti lineari di ordine I con ingressi costanti, costanti a tratti ed arbitrari. Circuiti lineari di ordine I contenenti interruttori ideali. Cenni sui circuiti non lineari di ordine I. Doppi bipoli induttivi. Circuiti lineari di ordine II. Circuiti lineari di ordine arbitrario. Scrittura e soluzione delle equazioni di stato.
D. RETI IN REGIME SINUSOIDALE
I fasori e loro utilizzazione nella rappresentazione di grandezze sinusoidali isofrequenziali. ProprietÓ dei fasori. Reti in regime sinusoidale. Leggi di Kirchhoff e relazioni costitutive. Concetto di impedenza, ammettenza, resistenza, reattanza, conduttanza e suscettanza di un bipolo inerte. Connessioni di impedenze. Estensione dei metodi elementari e generali al calcolo di reti fasoriali. Risonatori. Diagrammi fasoriali e loro utilizzazione per la soluzione di problemi inversi. Potenze in regime sinusoidale: potenza attiva, reattiva, complessa ed apparente. Teorema di Boucherot. Rifasamento. Calcolo della risposta a regime e della risposta completa di reti in presenza di generatori sinusoidali non isofrequenziali e periodici, mediante l'uso della serie di Fourier.



A. PRINCIPI FONDAMENTALI E LEGGI DI KIRCHHOFF
Principi di Elettromagnetismo. Limiti di validitÓ della Teoria dei circuiti a parametri concentrati. Modelli di dispositivi elettrici: multipoli. Grandezze elettriche su un multipolo: tensione, corrente e potenza elettrica. Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti. Elementi di Teoria dei grafi e convenzioni di segno. Formulazione matriciale delle Leggi di Kirchhoff. Teorema di Tellegen.
B. RETI RESISTIVE (ADINAMICHE)
Definizione di resistore a due terminali; resistori lineari e non lineari, variabili ed invariabili nel tempo; passivitÓ. Resistore ideale. Generatori ideali di tensione e di corrente. Circuiti elementari. Resistore costituito da una rete di resistori: connessione in serie e parallelo, trasformazione stella-triangolo e triangolo-stella. Metodi per il calcolo di reti contenenti un solo generatore. Multipoli e multiporta resistivi lineari e non lineari. Doppi bipoli lineari e loro rappresentazione; generatori controllati, trasformatore ideale,
giratore. PassivitÓ e reciprocitÓ di multipoli resistivi lineari. Metodi generali per il calcolo delle reti resistive lineari: metodo dei nodi, dei nodi modificato e del tableau sparso; principio di sovrapposizione degli effetti; teoremi di Thevenin e di Norton. Principio di sostituzione.
C. RETI DINAMICHE
Condensatori e induttori a due terminali lineari e non lineari, variabili ed invariabili nel tempo: relazioni costitutive e proprietÓ fondamentali. Circuiti lineari di ordine I con ingressi costanti, costanti a tratti ed arbitrari. Circuiti lineari di ordine I contenenti interruttori ideali. Cenni sui circuiti non lineari di ordine I. Doppi bipoli induttivi. Circuiti lineari di ordine II. Circuiti lineari di ordine arbitrario. Scrittura e soluzione delle equazioni di stato.
D. RETI IN REGIME SINUSOIDALE
I fasori e loro utilizzazione nella rappresentazione di grandezze sinusoidali isofrequenziali. ProprietÓ dei fasori. Reti in regime sinusoidale. Leggi di Kirchhoff e relazioni costitutive. Concetto di impedenza, ammettenza, resistenza, reattanza, conduttanza e suscettanza di un bipolo inerte. Connessioni di impedenze. Estensione dei metodi elementari e generali al calcolo di reti fasoriali. Risonatori. Diagrammi fasoriali e loro utilizzazione per la soluzione di problemi inversi. Potenze in regime sinusoidale: potenza attiva, reattiva, complessa ed apparente. Teorema di Boucherot. Rifasamento. Calcolo della risposta a regime e della risposta completa di reti in presenza di generatori sinusoidali non isofrequenziali e periodici, mediante l'uso della serie di Fourier.
Laboratori e/o esercitazioni
Le esercitazioni consistono nello svolgimento in aula di esercizi e riguardano le 4 parti fondamentali del programma (leggi di Kirchhoff, reti resistive, reti dinamiche e reti in regime sinusoidale). Alcuni esercizi maggiormente significativi riguarderanno le applicazioni pratiche.
Bibliografia

Si suggeriscono sia per le lezioni che per le esercitazioni i seguenti libri di testo:
' P. P. Civalleri, Elettrotecnica, Tomo I - Edizioni Levrotto & Bella
' Alexander, Sadiku, Fundamentals of Electric circuits, Mc-Graw-Hill Publishers
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame

L'esame consiste in una prova scritta, che richiede lo svolgimento di alcuni semplici esercizi di cui uno a carattere teorico. Durante la prova scritta non si possono consultare appunti o testi a stampa; non si possono usare calcolatrici programmabili. Occorre presentarsi all'esame muniti di materiale per scrivere, documento di riconoscimento e statino in corso di validitÓ.
Gli studenti che lo ritengono opportuno possono ritirarsi dall'esame, senza che questo comporti la registrazione di un voto negativo, durante o al termine della prova scritta.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

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