Docente/i: Paolo Di Barba   Maria Evelina Mognaschi  

Denominazione del corso: Elettrotecnica industriale
Codice del corso: 503066
Corso di laurea: Ingegneria Elettrica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/31
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Elettrica
Crediti formativi: CFU 12
Sito web del corso: http://www.unipv.it/electric/cad

Obiettivi formativi specifici

Apprendere le equazioni di Maxwell e le loro applicazioni all’ingegneria elettrica, attraverso l'uso di metodi analitici e numerici. L’insegnamento prevede un’attività di laboratorio finalizzata a un duplice scopo: apprendere l’uso di codici di calcolo per l’analisi numerica dei campi elettrici e magnetici, imparare l’utilizzo di sonde di campo per la misura di campi condotti e radiati in bassa e alta frequenza. La conoscenza della principale normativa tecnica in materia di compatibilità elettromagnetica completerà l’attività di laboratorio.

Programma del corso

Elementi di analisi vettoriale
Teorema di unicità di Helmholtz. Teorema di reciprocità di Green. Problema al contorno: formulazioni in campo e in potenziale.

Vettori descrittivi e legge costitutiva
Campo elettrostatico, campo magnetostatico, campo di conduzione. Calcolo di campi stazionari a partire dalle equazioni di Maxwell. Calcolo di campi stazionari mediante le funzioni di Green.

Azioni meccaniche nei campi stazionari
Principio dei lavori virtuali. Tensore degli sforzi di Maxwell. Legge di Lorentz. Calcolo di forze e coppie.

Metodi analitici per l’analisi di campi stazionari
Principio delle immagini. Metodo di separazione delle variabili.

Metodi numerici per l’analisi di campi stazionari
Metodo degli elementi finiti in 2D. Simulazione campistica di grandezze locali e globali. Principi di progettazione assistita da calcolatore di dispositivi elettrici e magnetici.

Campi tempo varianti
Soluzioni nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Equazione della diffusione. Correnti parassite: reazione forte e reazione debole. Equazione delle onde. Onde piane. Approssimazione di campo vicino e di campo lontano. Principi di compatibilità elettromagnetica.

Laboratorio
Introduzione alla progettazione assistita da calcolatore con l’utilizzo di codici di calcolo commerciali basati sul metodo degli elementi finiti. Guida all’uso di codici di Infolytica Corporation. Analisi agli elementi finiti di un semplice dispositivo elettrico o magnetico. Introduzione alla compatibilità elettromagnetica e alla normativa vigente in materia. Guida all’uso degli strumenti di misura di campi elettromagnetici in bassa e alta frequenza. Misurazione di campi elettrici e magnetici in prossimità di una linea elettrica in alta tensione. Misurazione del campo elettromagnetico radiato da una sorgente in alta frequenza (stazione radiobase, antenna emittente a radiofrequenza).

Prerequisiti

Argomenti di: teoria dei circuiti, elettrotecnica, metodi matematici per l'ingegneria, calcolo numerico.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 75
Esercitazioni (ore/anno in aula): 35
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

P. Di Barba, A. Savini, and S. Wiak. Field models in electricity and magnetism. Springer, 2008.

Dispense fornite durante l'attività di laboratorio.

http://www.infolytica.com.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in una prova scritta e in una prova orale.