OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni base della teoria dei circuiti e i metodi per l'analisi di circuiti lineari in corrente continua e alternata. L'insegnamento si propone inoltre di descrivere i principali componenti elettronici a semiconduttore (diodi, transistor BJT, amplificatori operazionali) e le loro applicazioni in semplici circuiti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine delle lezioni, lo studente conoscerà le caratteristiche dei principali componenti elettrici. Saprà applicare correttamente le equazioni descrittive e topologiche per analizzare circuiti lineari e tempo-invarianti in transitorio, in regime stazionario e in regime sinusoidale. Saprà inoltre analizzzare semplici circuiti raddrizzatori basati su diodi.

PREREQUISITI

Nozioni di base nei settori dell’analisi matematica e della fisica: derivate e integrali di funzioni reali; vettori, matrici e sistemi di equazioni algebriche; operazioni elementari su vettori e matrici; numeri complessi e loro principali proprieta'; concetti di potenza, lavoro, energia.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezione (48 ore) svolta dal docente in aula. Durante le lezioni, oltre alle spiegazioni teoriche, verranno svolti dal docente numerosi esercizi riguardanti l'analisi di circuiti.

Quattro esercitazioni pratiche in laboratorio (12 ore) in cui gli studenti realizzano semplici circuiti, verificandone il corretto funzionamento.

Si consiglia agli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il/la docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Cenni all'elettromagnetismo; limiti di validità della teoria dei circuiti a parametri concentrati; concetti di tensione, corrente, flusso, carica e potenza; cenni alle equazioni di Maxwell.

Concetto di componente (bipolo, n-polo e doppio bipolo), leggi di Kirchhoff.

Bipoli e doppi bipoli adinamici notevoli (resistore, generatori ideali, generatori pilotati, trasformatore ideale); connessione in serie e parallelo di bipoli.

Partitori resistivi; modelli equivalenti di Thévenin e Norton di bipoli compositi; analisi di circuiti lineari in regime stazionario.

Teoria dei grafi e applicazione per lo studio di circuiti elettrici lineari; principio di sovrapposizione degli effetti; teorema di Tellegen.

Componenti dinamici notevoli (condensatore, induttore, induttori accoppiati).

Circuiti dinamici del primo ordine con sorgenti di vario tipo, variabili di stato, relazioni ingresso/uscita, frequenze libere, stabilità, risposta completa.

Analisi di circuiti lineari in regime sinusoidale; fasori; impedenza e ammettenza; potenza complessa; cenni ai sistemi trifase; valore medio e efficace di grandezze periodiche.

Giunzione pn e diodo; impiego come raddrizzatore e regolatore di tensione.

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.

- 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.