PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire nozioni fondamentali di teoria dei circuiti elettrici. Gli argomenti trattati sono classici (componenti e circuiti resistivi, analisi di circuiti lineari dinamici in regime stazionario, sinusoidale o periodico e in transitorio) e vengono proposti in modo da far acquisire agli studenti familiarità sia con strumenti di matematica, fisica e geometria indispensabili all’analisi di circuiti, sia con i principi matematici e scientifici alla base dell'ingegneria.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni fondamentali di teoria dei circuiti elettrici, per permettere loro di analizzare circuiti lineari in regime stazionario, in regime sinusoidale e in transitorio. Gli argomenti trattati vengono proposti in modo da far acquisire agli studenti familiarità con i principi matematici e scientifici alla base dell'ingegneria.

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 (circa 60 ore) svolta a distanza mediante la piattaforma Teams. Sono anche previste esercitazioni facoltative, con svolgimento di esercizi 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)

- M. Parodi, M. Storace, Linear and Nonlinear Circuits: Basic & Advanced Concepts, Vol. 2, Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, 2020, ISBN: 978-3-030-35044-4 (ebook) or 978-3-030-35043-7 (hardcover), doi: 10.1007/978-3-030-35044-4. (capitoli "basic")

- 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.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO STORACE (Presidente)

VALENTINA BARUZZI

MATTEO LODI

MAURO PARODI

ALBERTO OLIVERI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Regolare (si veda il calendario ufficiale)

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Scritto e Orale.

Modalita' pre-COVID:

L’esame consta di una prova scritta propedeutica e di una prova orale. La prova scritta assegna un massimo di 19 punti. La prova orale assegna un massimo di 15 punti. La valutazione finale dell’esame è ottenuta sommando i punteggi delle singole prove. Durante il corso verranno proposti agli studenti esercizi da svolgere come stimolo all’autovalutazione.

Per i soli studenti FREQUENTANTI, è possibile sostenere due verifiche parziali (una verso metà semestre e una poco dopo la fine del semestre) con punteggio complessivo pari a 34. Se il punteggio complessivo conseguito da uno studente a seguito delle due prove è sufficiente, il voto può essere registrato senza sostenere prove orali.

A causa dell'emergenza COVID, le modalita' di esame subiranno alcune variazioni. Iscriversi al corso su aulaweb per essere aggiornati (a partire da settembre) sulle modalita' di esame a distanza.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Durante le lezioni sono proposti esercizi, la cui soluzione viene fornita durante le esercitazioni facoltative. I risultati di apprendimento vengono accertati mediante le prove d'esame descritte nella sezione "modalita' d'esame". Gli obiettivi formativi si considerano raggiunti nella misura in cui lo studente si dimostra capace di utilizzare correttamente gli strumenti concettuali introdotti nel corso delle lezioni per analizzare circuiti di vario tipo in diverse condizioni di funzionamento (si veda la sezione "Obiettivi formativi e risultati di apprendimento").

Calendario appelli