Programma dettagliato del modulo di Elettrotecnica - Docente.unicas.it
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Ultimo aggiornamento: 14/11/2010<strong>Programma</strong> <strong>dettagliato</strong> <strong>del</strong> <strong>modulo</strong> <strong>di</strong> <strong>Elettrotecnica</strong>(C.d.L. in Ingegneria Informatica e <strong>del</strong>le Telecomunicazioni)Circu<strong>it</strong>i ElettriciDefinizione <strong>di</strong> rete elettrica. Carica, corrente, tensione e <strong>di</strong>fferenza <strong>di</strong> potenziale, un<strong>it</strong>à <strong>di</strong> misura.Convenzioni. Principi <strong>di</strong> Kirchhoff. LKC e LKT linearmente in<strong>di</strong>pendenti (elementi <strong>di</strong> topologia<strong>del</strong>le reti). Potenza generata e assorb<strong>it</strong>a. Relazioni caratteristiche e mo<strong>del</strong>lo matematico <strong>di</strong> uncircu<strong>it</strong>o elettrico. Definizione e classificazione dei bipoli. Generatori pilotati. Resistori in serie eparallelo. Part<strong>it</strong>ore <strong>di</strong> tensione e <strong>di</strong> corrente. Scr<strong>it</strong>tura matriciale <strong>del</strong>le LKC e LKT con la matrice <strong>di</strong>incidenza e <strong>di</strong> incidenza ridotta.Il metodo dei potenziali nodali e potenziali nodali mo<strong>di</strong>ficato. Metodo <strong>del</strong>le correnti <strong>di</strong> maglia ecorrenti <strong>di</strong> maglia mo<strong>di</strong>ficato.Principio <strong>di</strong> sovrapposizione degli effetti. Controllabil<strong>it</strong>à in tensione e/o corrente. Principio <strong>di</strong>sost<strong>it</strong>uzione. Teoremi <strong>di</strong> Thévénin e Norton. Teorema <strong>di</strong> Tellegen e conservazione <strong>del</strong>le potenzevirtuali. Teorema <strong>di</strong> reciproc<strong>it</strong>à. Teorema <strong>di</strong> non amplificazione <strong>del</strong>le tensioni e <strong>del</strong>le correnti.Trasformazione triangolo-stella.Condensatori ed induttori: descrizione <strong>del</strong> legame cost<strong>it</strong>utivo, proprietà <strong>di</strong> memoria, passiv<strong>it</strong>à,continu<strong>it</strong>à. Energia assorb<strong>it</strong>a ed immagazzinata. Induttori e condensatori in serie e parallelo.Introduzione alle reti nel dominio <strong>del</strong> tempo. Carica e scarica <strong>del</strong> condensatore e <strong>del</strong>l'induttore.Soluzione <strong>del</strong>la ODE: soluzione omogenea, soluzione particolare e costante arb<strong>it</strong>raria. Metodologia<strong>di</strong> soluzione <strong>di</strong> una rete lineare <strong>del</strong> primo or<strong>di</strong>ne. Reti <strong>del</strong> secondo or<strong>di</strong>ne: equazioni <strong>di</strong> stato edequazione <strong>del</strong> secondo or<strong>di</strong>ne. Oscillatore RLC. Stabil<strong>it</strong>à <strong>del</strong>le reti passive.Richiami sui numeri complessi. Richiami sulle funzioni sinusoidali. Il metodo simbolico: mo<strong>del</strong>lomatematico <strong>di</strong> una rete lineare e tempo-invariante a regime sinusoidale permanente. Impedenza.Funzione <strong>di</strong> trasferimento. Risonanza RLC serie. Potenza ed energia nelle reti a regime sinusoidalepermanente. Conservazione <strong>del</strong>la potenza. Rifasamento. Teorema <strong>del</strong> massimo trasferimento <strong>di</strong>potenza.Doppi bipoli lineari ed inerti: matrice <strong>del</strong>le conduttanze e <strong>del</strong>le resistenze. Sintesi <strong>di</strong> doppi bipoli:schema a pi e a T. Rappresentazione dei doppi bipoli con la matrice a parametri ibri<strong>di</strong> e <strong>di</strong>trasmissione. Parallelo, serie e cascata <strong>di</strong> doppi bipoli.Trasformatore ideale e formule <strong>di</strong> trasporto. Induttori mutuamente accoppiati. Circu<strong>it</strong>i equivalentiper gli induttori mutuamente accoppiati.Soluzione <strong>di</strong> una rete non lineare a<strong>di</strong>namica: retta <strong>di</strong> carico e analisi per piccoli segnali.Definizione e proprietà <strong>del</strong>la trasformata <strong>di</strong> Laplace. Soluzione <strong>del</strong>le reti inizialmente scariche conla trasformata <strong>di</strong> Laplace. Funzione <strong>di</strong> trasferimento: definizione e proprietà. Ant<strong>it</strong>rasformata <strong>del</strong>lefunzioni razionali. Trattamento <strong>di</strong> induttori e condensatori inizialmente carichi.Uso <strong>del</strong> simulatore numerico Spice: reti stazionarie, a regime sinusoidale permanente e trans<strong>it</strong>ori <strong>del</strong>primo e <strong>del</strong> secondo or<strong>di</strong>ne.© Antonello Tamburrino 2010
Ultimo aggiornamento: 14/11/2010Campi Elettromagnetici Stazionari e Quasi-StazionariIntroduzioneEq. <strong>di</strong> Maxwell nel vuoto in forma integrale, un<strong>it</strong>à <strong>di</strong> misura dei campi, forza <strong>di</strong> Lorenz e<strong>di</strong>stribuzioni <strong>di</strong> carica elettrica. Dens<strong>it</strong>à <strong>di</strong> corrente e sua legge <strong>di</strong> conservazione.Teoremi <strong>di</strong> Gauss e Stokes, eq. <strong>di</strong> Maxwell in forma locale. Con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> raccordo per il c.e.m.Vettori, pseudovettori teoremi <strong>del</strong>le immagini ed applicazioni a problemi con simmetrie.ElettrostaticaEquazioni <strong>del</strong>l’elettrostatica nel vuoto. Integrale <strong>di</strong> sovrapposizione e con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> regolar<strong>it</strong>àall'infin<strong>it</strong>o. Gra<strong>di</strong>ente e potenziale scalare. Equazione <strong>di</strong> Poisson. Integrale <strong>di</strong> sovrapposizione per ilpotenziale scalare e con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> regolar<strong>it</strong>à all'infin<strong>it</strong>o. Elettrostatica in presenza <strong>di</strong> conduttori,teorema <strong>di</strong> Coulomb, campo in una cav<strong>it</strong>à. Capac<strong>it</strong>à <strong>di</strong> un conduttore isolato. Capac<strong>it</strong>à parziali.Elettrostatica in presenza <strong>di</strong> <strong>di</strong>elettrici: il vettore polarizzazione e spostamento elettrico, equazioni<strong>del</strong>l'elettrostatica in presenza <strong>di</strong> <strong>di</strong>elettrici.Conduzione stazionariaMo<strong>del</strong>lo matematico, con<strong>di</strong>zioni al contorno e tubi <strong>di</strong> flusso. Campo elettromotore, Legge <strong>del</strong>circu<strong>it</strong>o semplice. Derivazione <strong>del</strong>le LKT e LKC. Resistori massicci. Potenza <strong>di</strong>ssipata dal campoelettrico ed elettromotore. Mo<strong>del</strong>lo <strong>di</strong>fferenziale <strong>del</strong>la conduzione stazionaria.MagnetostaticaMo<strong>del</strong>lo matematico. Coefficienti <strong>di</strong> auto e mutua induzione, forza elettromotrice indotta, legge <strong>del</strong>circu<strong>it</strong>o semplice ed energia magnetica. Materiali magnetici: intens<strong>it</strong>à <strong>di</strong> magnetizzazione e mo<strong>del</strong>lo<strong>del</strong>la magnetostatica in presenza <strong>di</strong> mezzi materiali. Diamagnetismo, paramagnetismo eferromagnetismo. Misura <strong>del</strong> ciclo <strong>di</strong> isteresi. Circu<strong>it</strong>i magnetici. Potenziale vettore. Integrale <strong>di</strong>Neumann.Quasi-stazionario magneticoMo<strong>del</strong>lo matematico, cenni sulle per<strong>di</strong>te per correnti indotte e sull’effetto pelle.© Antonello Tamburrino 2010