Programma dettagliato del modulo di Elettrotecnica - Docente.unicas.it

Ultimo aggiornamento: 14/11/2010Programma dettagliato del modulo di Elettrotecnica(C.d.L. in Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni)Circuiti ElettriciDefinizione di rete elettrica. Carica, corrente, tensione e differenza di potenziale, unità di misura.Convenzioni. Principi di Kirchhoff. LKC e LKT linearmente indipendenti (elementi di topologiadelle reti). Potenza generata e assorbita. Relazioni caratteristiche e modello matematico di uncircuito elettrico. Definizione e classificazione dei bipoli. Generatori pilotati. Resistori in serie eparallelo. Partitore di tensione e di corrente. Scrittura matriciale delle LKC e LKT con la matrice diincidenza e di incidenza ridotta.Il metodo dei potenziali nodali e potenziali nodali modificato. Metodo delle correnti di maglia ecorrenti di maglia modificato.Principio di sovrapposizione degli effetti. Controllabilità in tensione e/o corrente. Principio disostituzione. Teoremi di Thévénin e Norton. Teorema di Tellegen e conservazione delle potenzevirtuali. Teorema di reciprocità. Teorema di non amplificazione delle tensioni e delle correnti.Trasformazione triangolo-stella.Condensatori ed induttori: descrizione del legame costitutivo, proprietà di memoria, passività,continuità. Energia assorbita ed immagazzinata. Induttori e condensatori in serie e parallelo.Introduzione alle reti nel dominio del tempo. Carica e scarica del condensatore e dell'induttore.Soluzione della ODE: soluzione omogenea, soluzione particolare e costante arbitraria. Metodologiadi soluzione di una rete lineare del primo ordine. Reti del secondo ordine: equazioni di stato edequazione del secondo ordine. Oscillatore RLC. Stabilità delle reti passive.Richiami sui numeri complessi. Richiami sulle funzioni sinusoidali. Il metodo simbolico: modellomatematico di una rete lineare e tempo-invariante a regime sinusoidale permanente. Impedenza.Funzione di trasferimento. Risonanza RLC serie. Potenza ed energia nelle reti a regime sinusoidalepermanente. Conservazione della potenza. Rifasamento. Teorema del massimo trasferimento dipotenza.Doppi bipoli lineari ed inerti: matrice delle conduttanze e delle resistenze. Sintesi di doppi bipoli:schema a pi e a T. Rappresentazione dei doppi bipoli con la matrice a parametri ibridi e ditrasmissione. Parallelo, serie e cascata di doppi bipoli.Trasformatore ideale e formule di trasporto. Induttori mutuamente accoppiati. Circuiti equivalentiper gli induttori mutuamente accoppiati.Soluzione di una rete non lineare adinamica: retta di carico e analisi per piccoli segnali.Definizione e proprietà della trasformata di Laplace. Soluzione delle reti inizialmente scariche conla trasformata di Laplace. Funzione di trasferimento: definizione e proprietà. Antitrasformata dellefunzioni razionali. Trattamento di induttori e condensatori inizialmente carichi.Uso del simulatore numerico Spice: reti stazionarie, a regime sinusoidale permanente e transitori delprimo e del secondo ordine.© Antonello Tamburrino 2010

Ultimo aggiornamento: 14/11/2010Campi Elettromagnetici Stazionari e Quasi-StazionariIntroduzioneEq. di Maxwell nel vuoto in forma integrale, unità di misura dei campi, forza di Lorenz edistribuzioni di carica elettrica. Densità di corrente e sua legge di conservazione.Teoremi di Gauss e Stokes, eq. di Maxwell in forma locale. Condizioni di raccordo per il c.e.m.Vettori, pseudovettori teoremi delle immagini ed applicazioni a problemi con simmetrie.ElettrostaticaEquazioni dell’elettrostatica nel vuoto. Integrale di sovrapposizione e condizioni di regolaritàall'infinito. Gradiente e potenziale scalare. Equazione di Poisson. Integrale di sovrapposizione per ilpotenziale scalare e condizioni di regolarità all'infinito. Elettrostatica in presenza di conduttori,teorema di Coulomb, campo in una cavità. Capacità di un conduttore isolato. Capacità parziali.Elettrostatica in presenza di dielettrici: il vettore polarizzazione e spostamento elettrico, equazionidell'elettrostatica in presenza di dielettrici.Conduzione stazionariaModello matematico, condizioni al contorno e tubi di flusso. Campo elettromotore, Legge delcircuito semplice. Derivazione delle LKT e LKC. Resistori massicci. Potenza dissipata dal campoelettrico ed elettromotore. Modello differenziale della conduzione stazionaria.MagnetostaticaModello matematico. Coefficienti di auto e mutua induzione, forza elettromotrice indotta, legge delcircuito semplice ed energia magnetica. Materiali magnetici: intensità di magnetizzazione e modellodella magnetostatica in presenza di mezzi materiali. Diamagnetismo, paramagnetismo eferromagnetismo. Misura del ciclo di isteresi. Circuiti magnetici. Potenziale vettore. Integrale diNeumann.Quasi-stazionario magneticoModello matematico, cenni sulle perdite per correnti indotte e sull’effetto pelle.© Antonello Tamburrino 2010