PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire nozioni fondamentali di teoria dei circuiti elettrici. Gli argomenti trattati (componenti e circuiti resistivi, analisi di circuiti lineari dinamici in regime stazionario, sinusoidale o periodico e in transitorio) vengono proposti in modo da far acquisire agli studenti familiarità con strumenti di matematica, fisica e geometria indispensabili all’analisi di circuiti. L’insegnamento costituisce un ponte tra le materia scientifiche di base e discipline più ingegneristiche, quali la teoria dei sistemi, la teoria dei segnali e l’elettronica.

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

Obiettivi formativi

L'insegnamento si pone i seguenti obiettivi:

•  acquisire un lessico appropriato per parlare di circuiti;

•  fornire conoscenze di base sull’analisi di circuiti lineari;

•  consolidare, mediante l’applicazione a sistemi fisici (circuiti), conoscenze di matematica, fisica e geometria;

•  mostrare attraverso esempi come applicare i concetti introdotti;

•  stimolare la capacità di comunicazione degli studenti, creando le condizioni per una partecipazione attiva alle lezioni;

•  sviluppare capacità di studio e di approfondimento autonomi.

Risultati di apprendimento attesi

Al termine delle lezioni, lo studente dovrà essere in grado di:

•  comprendere e utilizzare correttamente il lessico specifico della disciplina;

•  assimilare i principi su cui si basa l’analisi dei circuiti, applicando correttamente conoscenze pregresse di matematica, fisica e geometria (il che comporta, per esempio, saper scrivere correttamente le equazioni topologiche e descrittive di un circuito);

•  applicare tali principi per analizzare circuiti lineari in diverse situazioni e condizioni di funzionamento (circuiti resistivi, circuiti dinamici lineari e tempo-invarianti in transitorio, in regime stazionario, sinusoidale e periodico);

•  decidere, a fronte di un problema specifico, quali strumenti concettuali tra quelli introdotti a lezione possono (o devono) essere utilizzati per risolverlo. La competenza nella soluzione di problemi non banali attraverso l’utilizzo degli strumenti concettuali appresi è uno degli elementi principali del bagaglio scientifico-culturale di un ingegnere;

•  dimostrare la propria conoscenza e comprensione degli argomenti dell’insegnamento attraverso la soluzione di esercizi e la discussione con il docente;

•  giustificare le proprie scelte relativamente a quale modello/strumento utilizzare (in particolare nelle prove scritte);

•  saper studiare in autonomia sui testi indicati dal docente.

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

Le lezioni, in presenza (circa 60 ore), sono svolte dal docente in modalità frontale alla lavagna. È fortemente consigliata la frequenza per garantire l’adeguata interazione con il docente e la partecipazione attiva. Alcune lezioni potranno includere dimostrazioni effettuate con prototipi di circuiti per confrontare teoria e pratica. Durante lo svolgimento del programma, vengono proposti esercizi di autovalutazione in preparazione all’esame. Sono anche previste esercitazioni facoltative, con svolgimento di parte di questi esercizi a cura di un tutor.

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)

Questo insegnamento, trattando un tema di interesse scientifico-tecnologico quali i circuiti elettrici, contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030:
8.2 (Raggiungere standard più alti di produttività economica attraverso la diversificazione, il progresso tecnologico e l’innovazione, anche con particolare attenzione all’alto valore aggiunto e ai settori ad elevata intensità di lavoro)
9.5 (Aumentare la ricerca scientifica, migliorare le capacità tecnologiche del settore industriale in tutti gli stati – in particolare in quelli in via di sviluppo – nonché incoraggiare le innovazioni e incrementare considerevolmente, entro il 2030, il numero di impiegati per ogni milione di persone, nel settore della ricerca e dello sviluppo e la spesa per la ricerca – sia pubblica che privata – e per lo sviluppo)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi di riferimento:

- 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")

Testi di 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.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO STORACE (Presidente)

ALESSANDRO RAVERA

MATTEO LODI (Presidente Supplente)

ALBERTO OLIVERI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/9273/p/studenti-orario

Vedere anche il portale easyacademy.unige.it

https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=easycourse&_lang=it&include=corso

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Scritto + Orale. Le date degli appelli sono fissate a calendario e consultabili sul sito unige (Servizi Online, nella sezione Studenti, Prenotazione esami). Solitamente vengono aggiunte date di appelli orali concordate con i presenti all’inizio degli appelli orali a calendario.

L’esame consta di una prova scritta propedeutica e di una prova orale. La prova scritta assegna un massimo di 20 punti. Per essere ammessi alla prova orale occorre conseguire almeno 6 punti. La prova orale consiste in una discussione ragionata della prova scritta, da cui deve emergere la padronanza degli argomenti, escluse le dimostrazioni. Il voto complessivo viene determinato da queste due prove e la discussione può portare a un incremento (di 10 punti al massimo) o a un decremento del voto conseguito nella prova scritta.

Se il voto complessivo non è sufficiente (< 18) o ritenuto non soddisfacente, si può effettuare una seconda prova orale (che verte su tutto il programma, incluse le dimostrazioni), il cui punteggio (max. 30) fa media con il voto ottenuto con prova scritta e discussione.

Agli studenti con disturbi specifici di apprendimento (DSA) sarà consentita l’adozione di specifiche modalità e supporti che saranno stabiliti caso per caso in accordo col Delegato dei corsi di Ingegneria nella Commissione per l’inclusione di studenti con disabilità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I risultati di apprendimento vengono accertati mediante le prove d'esame descritte nella sezione "modalità d'esame". Gli obiettivi formativi si considerano raggiunti nella misura in cui lo studente si dimostra capace di:

•  comunicare in modo corretto, chiaro ed efficace, evidenziando la propria conoscenza e comprensione degli argomenti dell’insegnamento e utilizzando un lessico adeguato alla descrizione dei circuiti (abilità comunicative, valutate in particolare nelle prove orali);

•  scegliere e utilizzare correttamente gli strumenti concettuali introdotti a lezione per analizzare circuiti di vario tipo in diverse condizioni di funzionamento (si veda la sezione "Obiettivi formativi e risultati di apprendimento"), giustificando le proprie scelte (autonomia di giudizio e capacità di sintesi, valutate in particolare nelle prove scritte);

•  dimostrare la propria competenza negli argomenti dell’insegnamento attraverso la soluzione di esercizi e la discussione con la commissione d’esame (nel caso in cui si effettui una sola prova orale);

•  dimostrare la propria competenza negli argomenti dell’insegnamento attraverso la dimostrazione di risultati teorici mostrati a lezione e la discussione con la commissione d’esame (nel caso in cui si effettui anche la seconda prova orale).

Calendario appelli