OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornisce le nozioni fondamentali di teoria dei circuiti elettrici. Argomenti trattati (utilizzando strumenti di matematica, fisica e geometria indispensabili all’analisi di circuiti): analisi elementare di circuiti lineari in regime stazionario, in regime sinusoidale e in transitorio

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine delle lezioni, lo studente dovrà essere in grado di analizzare sia circuiti resistivi, sia circuiti dinamici lineari e tempo-invarianti in transitorio, in regime stazionario e in regime sinusoidale e di ricavare alcune informazioni in regime periodico. A questo scopo, dovrà preliminarmente imparare a scrivere correttamente le equazioni topologiche e descrittive. Durante le lezioni sono proposti diversi strumenti concettuali: a fronte di un problema specifico, lo studente dovrà decidere quali di questi strumenti possono (o devono) essere utilizzati per risolverlo. Questa capacità di risolvere problemi non banali è uno degli elementi principali del bagaglio culturale scientifico di un ingegnere.

PREREQUISITI

Nozioni di base nei settori dell’analisi matematica e della fisica: concetti di derivate e integrali di funzioni reali; concetti di vettore, matrice e di sistemi di equazioni algebriche; numeri complessi; concetto di potenza, lavoro, energia.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezione in aula (circa 60 ore). Sono anche previste esercitazioni facoltative, con svolgimento di esercizi in aula in preparazione agli esami.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Fondamenti di teoria dei circuiti (concetto di componente, grandezze elettriche fondamentali, grafi, leggi di Kirchhoff, teorema di Tellegen)

Bipoli adinamici e circuiti elementari (bipoli notevoli, modelli di Thevenin e di Norton, potenza elettrica nei bipoli adinamici, connessioni serie e parallelo, regole dei partitori)

Due-porte adinamici e circuiti elementari (rappresentazioni, proprietà, componenti notevoli, connessioni)

Circuiti adinamici generici (metodo "del tableau", principi di sovrapposizione e sostituzione, teoremi di Thevenin e Norton)

Componenti e circuiti dinamici elementari (circuiti RC e RL del primo ordine con sorgenti di vario tipo, variabili di stato, relazioni ingresso/uscita, frequenze libere, risposta completa, circuiti di ordine superiore)

Circuiti in regime sinusoidale con sorgenti a frequenza fissa (cisoidi e fasori, analisi nel dominio dei fasori, impedenza e ammettenza dei bipoli, potenza attiva, reattiva e complessa)

Circuiti in regime periodico (principio di sovrapposizione per sorgenti sinusoidali, sorgenti periodiche non sinusoidali, valor medio, valore efficace)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

- M. Parodi, M. Storace, Linear and Nonlinear Circuits: Basic & Advanced Concepts, Vol. 1, Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, 2017, ISBN: 978-3-319-61234-8 (ebook) or 978-3-319-61233-1 (hardcover), doi: 10.1007/978-3-319-61234-8. (testo di riferimento, gli altri testi possono essere usati per consultazione)

- L.O. Chua, C.A. Desoer, E.S. Kuh, Circuiti lineari e non lineari, Jackson, Milano, 1991.

- C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku, Circuiti elettrici (3A edizione), MacGraw-Hill, Milano, 2008.

- M. de Magistris, G. Miano, Circuiti, Springer, Milano, 2007.

- G. Biorci, Fondamenti di elettrotecnica: circuiti, UTET, Torino, 1984.

- V. Daniele, A. Liberatore, S. Manetti, D. Graglia, Elettrotecnica, Monduzzi, Bologna, 1994.

- M. Repetto, S. Leva, Elettrotecnica, CittàStudi, Torino, 2014.