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 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.

Le esercitazioni in laboratorio permetteranno allo studente di gestire le proprie interazioni sociali con atteggiamento collaborativo e comunicazione costruttiva; dimostrare autonomia decisionale, attitudine collaborativa, uso di strumentazione e componenti, coordinamento, gestione dell’incertezza.

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

Lezioni (51 ore) svolte dal docente in aula. Durante le lezioni, oltre alle spiegazioni teoriche, verranno svolti dal docente numerosi esercizi riguardanti l'analisi di circuiti.

Tre esercitazioni pratiche in laboratorio (9 ore) in cui gli studenti lavoreranno in gruppi per realizzare semplici circuiti, verificandone il corretto funzionamento.

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il 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.

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.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALBERTO OLIVERI (Presidente)

MATTEO LODI

MARCO STORACE (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/10375/studenti-orario

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consta di una prova orale articolata come segue:

 - analisi di uno o più circuiti in transitorio e a regime (stazionario o sinusoidale);

 - spiegazione di un argomento richiesto dal docente.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La domanda teorica consentirà di valutare la capacità di spiegare gli aspetti più rilevanti della teoria dei circuiti e i concetti fondamentali che stanno alla base del funzionamento dei componenti elettrici più importanti, utilizzando la terminologia tecnica adeguata. Gli esercizi consentiranno di valutare la capacità di risolvere problemi negli stessi contesti, applicando correttamente gli strumenti concettuali introdotti durante le lezioni, e giustificando le scelte effettuate.

Calendario appelli