Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2016/2017
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA GESTIONALE
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
ELETTROTECNICA (ING-IND/31)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Obiettivo del corso è quello di definire il modello circuitale e analizzarne le proprietà fondamentali, nonché fornire le metodologie di soluzione dei circuiti elettrici.

Risultati di apprendimento (declinati rispetto ai descrittori di Dublino)

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
Conoscenza del modello circuitale.
Analisi dei circuiti lineari in regime permanente.
Analisi dei circuiti lineari in evoluzione dinamica.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding).
Capacità di analizzare e risolvere un circuito lineare in regime stazionario, sinusoidale e periodico.
Capacità di analizzare e risolvere circuiti dinamici lineari generici del I e II ordine.

Autonomia di giudizio (making judgements)
Comprendere un problema e costruire il percorso che conduce alla soluzione.
Saper individuare il metodo più appropriato per analizzare un circuito lineare.

Abilità comunicative (communication skills)
Capacità di esprimere chiaramente concetti tecnici.
Capacità di esporre oralmente o per iscritto un argomento del corso.

Capacità di apprendere (learning skills)
Consultazione materiale bibliografico.
Saper integrare le conoscenze da varie fonti al fine di un approfondimento della conoscenza degli argomenti di interesse.
Capacità di elaborare, schematizzare, riassumere i contenuti acquisiti.

Prerequisiti

Sono richieste conoscenze matematiche e fisiche di base. In particolare, elementi di algebra lineare (matrici, determinanti, sistemi di equazioni lineari), elementi di algebra nel campo complesso, elementi di analisi matematica (calcolo differenziale e integrale, equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti), elementi di fisica generale (forza, lavoro, energia).

Contenuti

- Il modello circuitale (10 ore di lezione + 2 ore esercitazione)
Le grandezze elettriche fondamentali: carica, intensità di corrente elettrica, tensione elettrica; il modello circuitale, bipoli, leggi di Kirchhoff; potenza ed energia elettrica, bipoli fondamentali, bipoli attivi, passivi, dissipativi e conservativi.

- Analisi di circuiti semplici (6 ore di lezione)
Circuito resistivo lineare e resistivo non lineare, metodo di soluzione grafico, algoritmo di Newton-Raphson; semplici circuiti dinamici lineari RC ed RL del primo ordine, transitorio e regime.

- Circuiti a-dinamici lineari (6 ore di lezione + 6 ore di esercitazione)
Equivalenza tra bipoli; equivalenze serie e parallelo; circuiti resistivi lineari, sovrapposizione degli effetti; teorema di Thevénin-Norton; equivalenza e trasformazioni triangolo-stella.

- Proprietà dei circuiti (6 ore di lezione)
Grafo di un circuito, albero, coalbero, maglia; matrice di incidenza, matrice di maglia, equazioni di Kirchhoff in forma matriciale, equazioni di Kirchhoff indipendenti, il sistema di equazioni fondamentali; potenziali di nodo e correnti di maglia; conservazione delle potenze elettriche e teorema di Tellegen; non amplificazione delle tensioni e delle correnti.

- Circuiti dinamici lineari in regime permanente (10 ore di lezione + 6 ore di esercitazione)
Circuiti in regime sinusoidale, fasori, metodo simbolico; circuiti di impedenze e proprietà; potenza complessa, potenza media, potenza reattiva e proprietà di conservazione; bipoli di impedenze e risonanza; reti in regime periodico e quasi-periodico. Analisi in frequenza di un circuito. Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda, taglia-banda. Sistemi trifase simmetrici, equilibrati e squilibrati. Cenni ai circuiti per la distribuzione dell’energia elettrica: trasmissione dell’energia in alta tensione e rifasamento.

- Elementi circuitali con più terminali (6 ore di lezione + 4 ore di esercitazione)
N-poli, doppi bipoli, generatori controllati lineari, giratore, trasformatore ideale; doppi bipoli di resistori, caratterizzazione di un doppio bipolo lineare; circuiti mutuamente accoppiati.

- Circuiti dinamici lineari (8 ore di lezione + 2 ore di esercitazione)
Circuiti dinamici: equazioni di stato, circuito resistivo associato, continuità delle grandezze di stato; soluzione di circuiti del primo ordine, evoluzione libera, evoluzione forzata, modi naturali, frequenze naturali, costante di tempo, transitorio, regime permanente, circuiti dissipativi, circuiti tempo-varianti; soluzione di circuiti del secondo ordine, circuito RLC serie, circuito RLC parallelo, modi naturali aperiodici, modi naturali oscillanti, analisi generale di circuiti RC, RL, RLC del secondo ordine. Metodi generali per la soluzione di circuiti dinamici lineari e tempo-invarianti.

Metodi didattici

Lezioni frontali; esercitazioni guidate.

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame è diviso in 2 prove che hanno luogo a distanza di pochi giorni:
- prova scritta (soluzione di 2 esercizi numerici); la prova ha lo scopo di valutare la capacità dello studente di risolvere semplici problemi con le metodologie apprese durante il corso e ha carattere di selezione (lo studente che non mostri una sufficiente conoscenza degli argomenti non è ammesso alla prova orale). Il tempo previsto per la prova è di 2 ore. Non è consentito consultare testi o utilizzare PC, smartphone. E' consentito l'uso della calcolatrice. Per superare la prova è necessario svolgere entrambi gli esercizi proposti. La valutazione della prova scritta è articolata in tre fasce, A, B, C, con la seguente tabella di corrispondenza in voti (espressi in trentesimi):
A: 30-27
B: 26-22
C: 21-18.
- prova orale su tutti gli argomenti trattati nel corso. La prova ha lo scopo di valutare lo studio e la comprensione degli argomenti di base della materia nonché la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. Il voto finale tiene conto della valutazione della prova scritta ed è espresso in trentesimi.

Testi

In Italiano:
M. de Magistris, G. Miano, Circuiti: fondamenti di circuiti per l’Ingegneria, Springer 2007.

Textbook in English:
J. W. Nilsson, S. A. Riedel, Electric circuits 9th edition, Prentice Hall (2010).

Altre informazioni