Kursthemen
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Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti tutti gli strumenti culturali per la comprensione dei fenomeni elettromagnetici di prevalente interesse nelle applicazioni ingegneristiche, nonché le principali tecniche di analisi dei circuiti elettrici a parametri concentrati in regime stazionario e quasi-stazionario (sinusoidale e alternato).
Al termine del corso lo studente avrà acquisito quelle conoscenze di base necessarie per affrontare e risolvere alcuni problemi di pratico interesse per un ingegnere civile. In particolare, sarà in grado di effettuare i principali calcoli di verifica e dimensionamento degli impianti elettrici in bassa tensione (BT), nonché scegliere e coordinare le relative protezioni.Programma sintetico
Reti elettriche. Dai campi ai circuiti. Reti elettriche a parametri concentrati. Leggi e teoremi fondamentali. Metodi di soluzione delle reti elettriche in regime stazionario e dinamico. Sistemi trifase.
Macchine elettriche. Principio di funzionamento del trasformatore. Il trasformatore reale. Conversione elettromeccanica dell'energia. Campo magnetico rotante. Generatori sincroni ed i motori asincroni.
Impianti Elettrici. Struttura dei sistemi elettrici di potenza. Componenti fondamentali: linee elettriche, apparecchiature di comando, manovra, protezione e misura. Sicurezza elettrica.
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Introduzione al corso
- Riferimenti del docente
- Obiettivi formativi e risultati attesi
- Testi di riferimento
- Programma del corso
- Didattica frontale
- Esami di profitto
- Prerequisiti
- L'Elettrotecnica
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Richiami di matematica
- I numeri complessi
- Principali definizioni
- Rappresentazioni dei numeri complessi
- Operazioni fondamentali
- Le grandezze sinusoidali
- Principali definizioni
- Grandezze sinusoidali isofrequenziali
- Operazioni fondamentali
- I fasori
- Principali definizioni
- Operazioni fondamentali
- Esempi ed esercizi
- I numeri complessi
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Richiami di elettromagnetismo
- Interazione elettromagnetica
- Il campo elettrico
- Il campo magnetico
- Il campo elettromagnetico
- Equazioni fondamentali
- Le equazioni di Maxwell
- Il completamento del quadro
- Il teorema di Poynting
- Classificazione dei campi elettromagnetici
- I campi stazionari
- I campi quasi-stazionari
- I campi non-stazionari
- Interazione elettromagnetica
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Circuiti elettrici elementari in condizioni stazionarie
- Principali grandezze e loro definizione
- La tensione e la corrente
- La resistenza e la forza elettromotrice
- La potenza e l'energia
- Modelli zero-dimensionali
- Il resistore ideale
- Il generatore ideale
- Il generatore reale
- Circuiti elettrici elementari
- I tubi di flusso chiusi
- Il bilancio energetico
- Il modello circuitale
- Principali grandezze e loro definizione
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Reti elettriche in regime stazionario
- Il modello circuitale
- Componenti circuitali
- Bipoli
- Multipoli ed i multiporte
- Le reti elettriche
- Definizione
- Comportamento
- Elementi topologici fondamentali
- Il metodo generale di analisi
- Leggi di Kirchhoff
- Teorema di Tellegen
- Analisi delle reti
- Il modello circuitale
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Dalle condizioni stazionarie a quelle dinamiche
- Modellazione di componenti ed effetti capacitivi
- La capacità
- Il condensatore
- Il modello zero-dimensionale
- Modellazione di componenti ed effetti induttivi
- Le principali definizioni
- L'auto e la mutua induzione
- Il modello zero-dimensionale
- I circuiti elettrici in condizioni dinamiche
- L'analogia tra i campi statici
- I circuiti elettrici in condizioni stazionarie
- Dalle condizioni stazionarie a quelle dinamiche
- Modellazione di componenti ed effetti capacitivi
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