ELETTROTECNICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- FABIO PARESCHI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/31
Obiettivi formativi
- L'insegnamento si propone di fornire allo studente le nozioni di base per poter comprendere il funzionamento di una rete o di una generica apparecchiatura elettrica, e per poter successivamente affrontare, nel corso del proprio piano di studi, insegnamenti più specifici di controlli e azionamenti industriali elettrici o elettronici.
Le principali conoscenze fornite allo studente durante il corso saranno relative al principio di funzionamento dei comuni dispositivi elettrici domestici ed industriali. In particolare, saranno oggetto del corso sia lo studio della generazione dell’energia elettrica, sia la sua distribuzione sia il suo utilizzo con particolare enfasi ai tipi di motore più comunemente utilizzati. Verranno considerate reti e dispositivi in corrente continua (DC) ed in corrente alternata (AC), sia monofase che trifase.
Le principali abilità acquisite dallo studente alla fine del corso saranno principalmente quelle di, dati una rete elettrica od un dispositivo, a) poter elaborare una semplice ma efficace modellizzazione della rete o del dispositivo stesso in modo da poterne studiare le caratteristiche elettriche; b) riuscire a risolvere semplici reti o circuiti elettrici, ovvero poter calcolare le grandezze elettriche (tensione, corrente, potenza) di ogni dispositivo presente nel circuito. Prerequisiti
- I prerequisiti richiesti sono una conoscenza di base di analisi matematica (risoluzione di sistemi lineari di equazioni e di semplici equazioni differenziali di primo e secondo ordine), sia di fisica (elettromagnetismo).
Contenuti del corso
- Gli argomenti del corso sono suddivisi in tre raggruppamenti approssimativamente equivalenti come di tempo dedicato e complessità. Nella prima parte (approssimativamente 20 ore) vengono introdotte le grandezze elettriche fondamentali ed il loro significato in regime stazionario (DC), con enfasi alla risoluzione di semplici circuiti elettrici. Nella seconda parte (approssimativamente 16 ore) vengono introdotti gli elementi reattivi, e vengono considerati circuiti in regime non più stazionario ma periodico (AC). La terza parte (approssimativamente 24 ore) è invece dedicata alle problematiche delle reti di distribuzione dell’energia elettrica e alle macchine elettriche.
• Parte prima: circuiti in regime stazionario (DC, 20 ore)
Grandezze elettriche fondamentali (carica elettrica, tensione, corrente, potenza), circuiti elettrici a parametri concentrati e leggi di Kirkhhoff delle correnti (LKC) e delle tensioni (LKT). Risoluzione di semplici circuiti DC: connessioni serie/parallelo, metodo dei potenziali di nodo, metodo delle correnti di maglia o anello, teoremi di equivalenza di Thevenin e Norton.
• Parte seconda: circuiti in regime periodico (AC, 16 ore)
Campo elettrico ed energia del campo in condensatori a facce piane e parallele, campo magnetico ed energia del campo in induttori solenoidali. Proprietà fondamentali di un campo magnetico, legami tra campo magnetico e campo elettrico (forza di Lorentz e legge di Faraday-Neumann). Esempi di soluzioni di circuiti in regime non stazionario. Circuiti e reti elettriche in regime monofase sinusoidale (AC), definizione di fasore (trasformata di Steinmetz), impedenza complessa, potenza complessa.
• Parte terza: distribuzione e macchine elettriche (24 ore)
Reti di distribuzione dell'energia elettrica. Trasformatore monofase. Sistemi trifase e cenni sui trasformatori trifase. Sicurezza elettrica (collegamento di terra, interruttori automatici di protezione differenziale e magnetotermici). Principio di funzionamento di una macchina elettrica, reazione di indotto, trasduttori a bobina mobile. Motori DC e generatori (dinamo). Principio di funzionamento ed aspetti costruttivi dei motori AC trifase e generatori (alternatori) sincroni e asincroni a due e più poli. Motori speciali: motore universale e motore asincrono monofase. Metodi didattici
- Il corso è organizzato in lezioni frontali per tutti gli argomenti trattati.
Le lezioni sono sia di tipo prettamente teorico, sia in forma di esercitazioni per la risoluzione di circuiti elettrici. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova di esame è di verificare le conoscenze minime della materia. In particolare, si chiede al candidato di dimostrare:
• buona praticità nella risoluzione di semplici circuiti elettrici, siano essi in DC oppure in AC;
• conoscenza di base dei meccanismi fondamentali regolanti i principi di funzionamento delle linee di trasmissione dell’energia elettrica e delle macchine elettriche, con particolare riferimento a trasformatori e motori.
L'esame è composto da due parti, da effettuare congiuntamente.
La prima parte è una breve prova scritta (durata 1h) in cui si chiede la risoluzione di due circuiti, il primo in regime DC ed il secondo in regime AC, a coprire gli argomenti trattati nelle prime due parti in cui è diviso il corso.
La seconda parte (che potrà essere composta da una prova orale oppure da alcune domande scritte, dipendentemente dal numero di candidati iscritti nella sessione) riguarda invece l’ultima parte del corso, con domande relative ad aspetti di distribuzione dell'energia elettrica e di costruzione dei motori.
Per la valutazione finale si tengono in considerazione sia la parte scritta che la parte orale, con leggera prevalenza di importanza per quanta riguarda la parte scritta. Testi di riferimento
- Giorgio Rizzoni - "Elettrotecnica, Principi e applicazioni." 3a ed, McGraw Hill, 2013.
Il testo è disponibile nella biblioteca della facoltà. Lo stesso testo è disponibile anche in lingua inglese.
Sono inoltre disponibili sul sito del corso dispense con esercizi svolti e proposti.
