Obiettivi Formativi

Il corso si pone come obiettivo quello di: far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza e comprensione dei principi teorici della disciplina, fondamentali per le scienze ingegneristiche e per le loro realtà applicative; far sviluppare la capacità di applicare in maniera autonoma le nozioni teoriche per impostare, analizzare e risolvere problemi riguardanti il settore dell'ingegneria; far conseguire la capacità in piena autonomia di avere compreso i fondamenti della teoria dei circuiti lineari e stazionari e le regole di base per lo studio di tali circuiti nel tempo e nel dominio della frequenza, e dei relativi aspetti energetici. usare in maniera appropriata i linguaggi tecnici e scientifici specifici della disciplina; acquisire adeguati metodi di studio, di descrizione e di indagine scientifica.

Learning Goals

The course aims: to allow students to acquire adequate knowledge and understanding of the theoretical principles of the discipline, fundamental for the engineering sciences and their application realities; develop the ability to independently apply the theoretical notions to set up, analyze and solve problems concerning the engineering sector; to achieve the ability in full autonomy to have understood the fundamentals of the theory of linear and stationary circuits and the basic rules for the study of these circuits over time and in the frequency domain, and the related energy aspects. appropriately use the specific technical and scientific languages of the discipline; acquire adequate study, description and scientific investigation methods.

Metodi didattici

Il corso si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le lezioni frontali sono svolte alla lavagna e con il supporto di slide powerpoint; le esercitazioni in aula, sia singole che di gruppo, vengono svolte sotto la guida del docente al fine di sviluppare la capacità di impostare, analizzare e risolvere problemi anche complessi.

Teaching Methods

The course mainly takes place through lectures and exercises in the classroom. The lectures are carried out on the blackboard and with the support of powerpoint slides; exercises in the classroom, both independent and group, are carried out under the teacher support in order to develop the ability to set up, analyze and solve even complex problems.

Prerequisiti

È richiesta la conoscenza dei principi fondamentali di Analisi Matematica e Fisica.

Prerequisites

Fundamentals of Mathematics, Physics.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento è effettuata attraverso un esame che consta di una prova orale che consiste in una discussione su argomenti tratti da tutto il programma svolto a lezione. La prova orale è volta a verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso. Sono altresì oggetto di valutazione il rigore metodologico e la proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti. La valutazione finale dell'esame, espressa in trentesimi, è il risultato di un giudizio complessivo della prova d’esame.

Assessment

The course mainly takes place through lectures and exercises in the classroom. The lectures are carried out on the blackboard and with the support of powerpoint slides; exercises in the classroom, both independent and group, are carried out under the teacher support in order to develop the ability to set up, analyze and solve even complex problems.

Programma del Corso

Il corso è suddiviso nei seguenti10 capitoli. L'elenco dettagliato degli argomenti trattati è il seguente: INTRODUZIONE: carica, corrente, tensione, potenza, energia. Bipoli, linearità. RESISTORI E GENERATORI: resistori lineari e legge di Ohm, potenza dissipata in un resistore. Generatori indipendenti di tensione e corrente, reali e ideali, legge di Ohm generalizzata, forme d’onda (costante per regime continuo DC, sinusoidale per regime alternato AC). RISOLUZIONE DEI CIRCUITI ELETTRICI: nodi, rami e maglie di un circuito elettrico, leggi di Kirchhoff, la regola del taglio. Resistori in serie e in parallelo, partitore di tensione e di corrente, trasformazioni stella-triangolo. TEOREMI DELLE RETI: linearità di una rete elettrica. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teoremi di Thevenin e di Norton. Collegamento di generatori di tensione e corrente, Teorema di Millman. CONDENSATORI E INDUTTORI: principio fisico di funzionamento dei condensatori, capacità, energia immagazzinata nel condensatore. Transitorio RC in DC. Principio fisico di funzionamento degli induttori, induttanza, energia immagazzinata nell’induttore. Transitorio RL in DC. REGIME SINUSOIDALE E FASORI: grandezze periodiche, alternate, sinusoidali. Vettore rotante e fasore, operazioni sui fasori, legge di Ohm in AC, impedenza e ammettenza, composizione di impedenze. ANALISI IN REGIME SINUSOIDALE: risoluzione dei circuiti in AC, circuiti risonanti, risposta in frequenza di un RLC serie, cenni sulla mutua induzione e trasformatori. POTENZA IN REGIME SINUSOIDALE E RIFASAMENTO: potenze istantanee, potenze attiva, reattiva, apparente, complessa, fattore di potenza, teorema di Boucherot, rifasamento totale e parziale. SISTEMI TRIFASE: generalità. Esempio di rete trifase, dalla generazione alla distribuzione dell’energia elettrica. IMPIANTI ELETTRICI: sicurezza elettrica. Impianto elettrico. Classificazione dei sistemi elettrici. Protezione dai contatti diretti e indiretti. Impianti elettrici nei cantieri edili e civili.

Course Syllabus

The course is divided into 10 paragraphs. The detailed list of subjects covered is as follows. INTRODUCTION: Charge and current, voltage, power and energy. Two-terminal devices, linear. RESISTORS AND GENERATORS: Linear resistors and Ohm's law, electrical power dissipated in a resistor. Independent generators of voltage and current, real and ideal, generalized Ohm’s law, waveforms (constant for continuous DC regime, sine for alternating AC regime). ELETRICAL CIRCUIT RESOLUTION: knots, branches, and meshes of an electrical circuit, the rule of cutting. Resistors in series and in parallel, voltage and current dividers, star-delta and delta-star transformations. NETWORK THEOREMS: Linearity of an electrical circuit. Principle of additivity. Thevenin's theorem, Norton's theorem. Connection of voltage and current generators, Millman's theorem. CAPACITORS AND INDUCTORS: Physical principle of operation of capacitors, energy stored in the capacitor. Transient RC in DC. Physical principle of operation of inductors, energy stored in the inductor. Transient RL in DC AC REGIME and PHASORS: Periodic, alternate, sine. Rotating vector and phasor, operations on phasors, Ohm’s law in AC, definition of impedance, admittance, composition of impedances. ANALYSIS IN AC: AC circuits resolution, resonant circuits, frequency response of a RLC series circuit, Mutual induction, transformes. POWER IN AC AND POWER FACTOR CORRECTION: instantaneous powers, active and reactive power, apparent power, complex power, power factor, Boucherot's theorem, total and partial power factor correction. THREE-PHASE SYSTEMS: introduction. Example of a three-phase network, from generation to distribution of the electricity ELECTRICAL SYSTEMS: Basic Electrical Safety. Wiring electrical. Classification of the electrical systems. Protection from direct and indirect contacts. Electrical systems on building and civil sites.