Il modulo si propone 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 ed elettronica. In particolare saranno presentate le principali tecniche di soluzione per reti elettriche in corrente continua e in corrente alternata sinusoidale e per il calcolo della risposta transitoria di reti del primo e del secondo ordine.

Conoscenza delle equazioni costitutive dei bipoli elementari (RCLM). Conoscenza delle principali tecniche di soluzione delle reti elettriche e comprensione dei rispettivi punti di forza e di debolezza. Conoscenza dei transitori del primo e del secondo ordine e comprensione degli aspetti fisici sui quali sono basati. Conoscenza della tecnica di soluzione di reti elettriche in regime sinusoidale basata sul metodo simbolico e sue limitazioni. Al termine del corso gli studenti dovranno essere in grado di descrivere bipoli elementari o semplici combinazioni di bipoli elementari in termini di composizione delle caratteristiche tensione-corrente, essere in grado di risolvere semplici circuiti elettrici contenenti bipoli RCLM in regime continuo ed alternato sinusoidale ed essere in grado di studiare transitori del primo e secondo ordine. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare l'autonomia di giudizio durante le esercitazioni in aula, favorendo il confronto degli studenti su possibili soluzioni dei problemi proposti. Questo insegnamento contribuisce a sviluppare le capacità di apprendimento degli studenti stimolandoli a confrontare punti di forza e debolezza di approcci differenti alla soluzione di problemi posti in aula, suggerendo una modalità di lavoro applicabile anche ad altri insegnamenti.

Matematica: calcolo differenziale, numeri complessi, algebra lineare, calcolo matriciale, equazioni differenziali del primo e del secondo ordine, analisi di Fourier, Fisica: potenza ed energia, basi di elettromagnetismo.

- Fondamenti e metodi per l’analisi di reti resistive: approssimazione circuitale, tensione, corrente, potenza, direzioni di riferimento, equazioni di Kirchoff, teorema di Tellegen e conservazione della potenza, caratteristiche degli elementi di base (resistori e generatori indipendenti), connessione serie e parallelo, regole di partizione di tensione e corrente, principio di sostituzione e di sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman, analisi nodale. Bipoli equivalenti di Thevenin e Norton. Trasformatore ideale, generatori pilotati e amplificatore operazionale. Massimo trasferimento di potenza;
- Introduzione alle reti dinamiche: induttori, condensatori e mutui induttori. Connessione serie e parallelo di induttori o condensatori;
- Transitori del primo ordine (circuiti RC e RL): metodo per ispezione per l’analisi della risposta transitoria di circuiti con un elemento dinamico (L o C), interruttori e/o generatori costanti a tratti;
- Transitori del secondo ordine: estensione all’analisi di reti con due elementi dinamici;
- Analisi di reti che operano in regime sinusoidale: calcolo simbolico per l’analisi della risposta a regime di reti dinamiche con un numero arbitrario di elementi dinamici e generatori sinusoidali. Fasori, potenza complessa e rifasamento;
- Risposta in frequenza.

Lezioni frontali ed esercitazioni di calcolo in aula su tutti gli argomenti presentati.

Testo di riferimento:
R. Perfetti, "Circuiti Elettrici", 2.a edizione, Ed. Zanichelli, 2013. Contenuti online per lo studente in "online.universita.zanichelli.it/perfetti"

Testi complementari:
C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Circuiti elettrici, 3.a ed., McGraw-Hill, 2008
A. R. Hambley: Elettrotecnica - 4.a edizione, Pearson, 2009
C.R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, J.Wiley, 2001
R.C. Dorf, J.A. Svoboda, Circuiti Elettrici, Apogeo, 2001

L’esame consiste in una prova scritta della durata di 90 minuti, articolata in 5 esercizi "monoconcettuali" (cioè che verificano prevalentemente la conoscenza di un concetto alla volta) da 4 punti (per un totale di 20 punti) e uno o due esercizi "pluriconcettuali" (cioè che verificano la capacità di risolvere problemi che coinvolgono più concetti, totale 12 punti). Durante la prova possibile è possibile utilizzare una calcolatrice scientifica senza caratteristiche avanzate (es. studio di funzione). Non è ammessa la consultazione di appunti o libri. Una domanda orale è riservata esclusivamente per assegnare la lode a coloro che hanno raggiunto il punteggio pieno nella prova scritta.