Elettrotecnica

Prof. Fabio VilloneIng. Lucio Barbato

Ing. Stefano Mastrostefano

Corso di Laurea in Ingegneria Industrialecurriculum elettrico e curriculum meccanico

Obiettivi formativiDalla documentazione ufficiale:

Il corso si propone di introdurre i fondamenti della teoria dei circuiti e dell'elettromagnetismo stazionario e quasi-stazionario. L’obiettivo formativo è quello di fornire agli allievi metodi e strumenti per analizzare sistemi elettrici ed elettromagnetici semplici, ma di interesse per le applicazioni in ambito industriale. L'allievo sarà in grado di utilizzare i principali strumenti (anche informatici) per l'analisi dei circuiti elettrici, con particolare riferimento alle tecniche di riduzione di complessità basate sui principi di equivalenza. L'allievo acquisirà inoltre la conoscenza del significato dei parametri globali descrittivi di sistemi elettromagnetici stazionari e quasi-stazionari di interesse applicativo (concetti di induttanza, capacità, etc..) e sarà in grado di estrarre tali parametri per configurazioni semplici ma di interesse applicativo.

Obiettivi formativi

• Il corso vi farà conoscere il mondo dell’ingegneria elettrica: i metodi di base, gli strumenti principali, un cenno alle applicazioni di oggi e di domani, una consapevolezza degli ordini di grandezza

• Il corso (e quindi l’esame) è identico per il curriculum elettrico e meccanico valenza di orientamento in itinere

• Molti degli spunti saranno sviluppati nei corsi successivi del curriculum elettrico

• Organizzeremo dei seminari (extra corso) su argomenti specifici dell’ingegneria elettrica di grande impatto economico e sociale (energia, mobilità, elettronica, etc.)

L’energia elettrica muove il mondo…

…di oggi e di domani!Fonti rinnovabili (solare, eolico)

Risparmio energetico

Superconduttori

Auto elettriche e ibride

Elettronica di potenza

Nanoelettronica

Automazione

Inquinamento elettromagnetico

Testi consigliati• M. de Magistris, G. Miano, “Circuiti”, Springer, Milano, 2007• L. O. Chua, C. A. Desoer, E. S. Kuh, “Circuiti lineari e non lineari”, Jackson, 1991• G. Fabricatore, “Elettrotecnica e applicazioni”, Liguori, Napoli 1994• S. Bobbio, E. Gatti, “Elettromagnetismo. Ottica”, Bollati-Boringhieri, 1991.• R.C. Dorf, J.A. Svoboda, “Circuiti Elettrici”, Apogeo, Milano, 2001• Dispense on-line

• Non c’è un testo di riferimento unico• Non fidatevi esclusivamente degli appunti!

(PowerPoint sarà usato poco rispetto al gesso)• Esercitatevi a casa (a lezione mostriamo le tipologie di

esercizio; a casa dovete fare pratica)• Usate i testi per approfondimenti personali facoltativi

che saranno opportunamente segnalati• Non esitate a fare domande a lezione!

Altre informazioni

• 9 CFU (80 h): lezione 50 h, esercitazione 30 h• Propedeuticità obbligatoria: Analisi I• Fortemente consigliate: Analisi II, Fisica• Corsi utili in parallelo: Analisi III, Controlli• Prova scritta di ammissione all’esame (orale):

– Sufficienza (A: ottimo,B: buono,C: sufficiente)– Borderline (D: ammissione “sub condicione”)– Insufficienza (E: ripetere la prova scritta)– Correlazione solo statistica tra valutazione dello scritto

e votazione dell’esame– Prova scritta ed orale di norma entro una settimana– La prova scritta “non si conserva” (non esiste da sola)

… domande? Altrimenti iniziamo!

• Carica elettrica: concetto dato per noto• Campo elettrico tensione

– Definizioni– Campo conservativo– Tensione e differenza di potenziale– Riferimenti

• Densità di corrente corrente– Definizioni– Conduttori filiformi (mostrare esempi)– Tubo di flusso– Riferimenti

Conduttori filiformi

• “Sottili”• Eventualmente

raggruppati• Avvolti da un

“isolante”

Circuiti elettrici

• Dispositivi e circuiti “fisici” (mostrare esempi)

• Schematizzazione: bipoli e reti

• Noi vogliamo risolvere le reti

Dispositivi “fisici”

Circuito “fisico”

Un circuito elementare

i1

v1

v2

v3

v4

v5

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

La rete corrispondente

A B

C D

• n nodi (n=4)

• lati (=5)

• Risolvere la rete: trovare tensioni e correnti (2 )

Legge di Kirchhoff alle Correnti

i1

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

A B

C D

Legge di Kirchhoff alle Correnti

i1

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

A B

C D

Matrice di incidenza

10110

00011

01100

11001

1

2

3

4

5

A B

C D

Legge di Kirchhoff alle Tensioni

i1

v1

v2

v3

v4

v5

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

A B

C D

Legge di Kirchhoff alle Tensioni

i1

v1

v2

v3

v4

v5

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

A B

C D

01111

11100

10011

1

2

3

4

5

A B

C D

Matrice di incidenza maglia-lato

Albero e coalbero

1

2

3

4

5

A B

C D

• Albero: lati 1,4,5 (n-1)

• Coalbero: lati 2,3 (- (n-1) )

• Scelta non univoca

Tensioni e potenziali

1001

0011

1010

1100

0101

i1

v1

v2

v3

v4

v5

i2

i3

i4

i5

1

2

3

4

5

A B

C D

10110

00011

01100

11001

Matrice di incidenza