L’obiettivo del corso è la comprensione e l’impiego degli elementi fondamentali per la rappresentazione e la successiva analisi dei circuiti elettrici e magnetici in regime stazionario, PAS, trifase e in transitorio.
Analisi matematica, calcolo matriciale, algebra complessa, elettromagnetismo
Il corso prevede lezioni ex-cathedra, esercitazioni numeriche, esercitazioni con l’utilizzo del calcolatore
L’esame finale prevede una prova scritta ed una eventuale successiva seconda prova teorica. Su richiesta dello studente è prevista una prova orale.
L’accesso alla seconda prova è subordinato al superamento con esito positivo di una prova scritta nella stessa sessione.
L’accesso alla prova orale è subordinato al superamento con esito positivo delle prove precedenti.
Dall'elettromagnetismo all'elettrotecnica: richiami di elettromagnetismo, classificazione dei fenomeni elettrici in statici, stazionari, quasi stazionari e non stazionari - fenomeni elettrostatici: effetto dei campi elettrici sui conduttori, equazioni di Laplace e Poisson, concetto di capacità, schermi elettrostatici, gabbia di Faraday - elettrodinamica stazionaria: concetto di circuito elettrico, bipoli resistività e resistenza, leggi di Kirchhoff
Rappresentazione e analisi delle reti in regime stazionario: bipoli ideali: resistore, generatori ideali - caratteristica dei bipoli - convenzione dei generatori e degli utilizzatori - serie e parallelo - metodi per la soluzione di reti elettriche lineari: correnti di lato, correnti di maglia, potenziali di nodo, casi particolari - principio di sovrapposizione degli effetti - teoremi di Thevenin, Norton e Millman - partitori di corrente e di tensione - trasformazioni triangolo/stella stella/triangolo - reti non lineari - potenza elettrica - effetto joule – conservazione della potenza - misure di corrente di tensione e di potenza.
Rappresentazione e analisi dei circuiti magnetici: il campo e l'induzione magnetica in materiali con diverse caratteristiche magnetiche - analogia tra flusso magnetico e corrente elettrica - tra forza magnetomotrice e forza elettromotrice, tra riluttanza e resistenza - estensione ai circuiti magnetici dei principi e dei metodi risolutivi propri dei circuiti elettrici, nell'ambito dell'analogia - induzione elettromagnetica - auto e mutua induttanza - energia magnetica - materiali ferromagnetici: saturazione, isteresi, correnti parassite - azioni elettrodinamiche.
Rappresentazione e analisi delle reti elettriche in regime variabile: limiti di validità dei principi di Kirchhoff - il condensatore e l'induttore, loro caratteristica, energia immagazzinata - regime periodico alternato sinusoidale - metodo simbolico, fasori, valore efficace - reattanza impedenza, suscettanza, ammettenza - potenza istantanea, attiva reattiva, apparente - estensione dei metodi per le reti in regime stazionario alle reti in regime periodico alternato sinusoidale - rifasamento - risonanza - misure di corrente, tensione e potenza in regime periodico alternato sinusoidale.
Sistemi elettrici trifasi: sistemi trifasi simmetrici ed equilibrati - grandezze di linea e di fase - tensioni stellate e concatenate - potenza attiva, reattiva, apparente - confronto tra la trasmissione monofase e la trasmissione trifase - rappresentazione monofase dei circuiti trifase, simmetrici ed equilibrati - sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati - misure di corrente, tensione e potenza attiva - inserzione Aron.
Transitori: forzanti, componenti transitorie e di regime, condizioni iniziali.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte modifiche rispetto a quanto dichiarato nel syllabus per rendere il corso e gli esami fruibili anche secondo queste modalità.
