Docente/i: Maria Evelina Mognaschi  

Denominazione del corso: Elettrotecnica(Ing. Meccatronica)
Codice del corso: 500547
Corso di laurea: Ingegneria Meccatronica
Sede: Mantova
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/31
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Meccatronica
Crediti formativi: CFU 9
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Conoscenza delle grandezze elettriche di interesse nello studio tecnico dei circuiti e delle corrispondenti unità di misura; conoscenza del comportamento dei bipoli lineari e delle loro proprietà energetiche; conoscenza delle leggi che governano i circuiti e capacità di applicarle numericamente; capacità di intuire e descrivere qualitativamente il funzionamento di circuiti semplici, in regime stazionario, a bassa e alta frequenza, alla risonanza, in transitorio. Conoscenza dei campi elettrici e magnetici in regime stazionario e quasi stazionario e delle loro proprietà energetiche. Capacità di intuire e descrivere qualitativamente il comportamento del campo in semplici configurazioni. Conoscenza delle leggi che governano il campo e capacità di applicarle numericamente.

Programma del corso

1. Circuiti in regime stazionario
Grandezze elettriche fondamentali e derivate. Sistemi elettrici a parametri distribuiti e concentrati. Bipolo. Regime stazionario. Bipoli elementari e classificazione. Legge di Ohm. Bipoli ideali comandati. Bilancio di potenza in un bipolo. Circuito elettrico. Nodi e maglie. Leggi di Kirchhoff. Analisi di circuiti lineari in regime stazionario. Teoremi dei circuiti elettrici. Analisi di semplici circuiti non lineari.

2. Circuiti in regime sinusoidale
Regime lentamente variabile. Condensatore lineare e perfetto. Induttore lineare e perfetto. Regime periodico alternato sinusoidale (PAS). Segnali e loro rappresentazione. Fasori. Bipoli elementari in regime PAS. Bipoli passivi lineari: impedenza e ammettenza. Potenza elettrica di bipolo lineare: potenza attiva, reattiva, apparente. Potenze dei bipoli elementari in regime PAS. Risposta in frequenza di bipolo passivo lineare. Bipolo risonante LC serie e parallelo. Bipolo risonante RLC serie e parallelo: frequenze di taglio, larghezza di banda. Doppi bipoli lineari e passivi. Parametri Z,Y,H,T.

3. Circuiti in regime perturbato
Analisi di un circuito lineare di ordine n. Frequenze caratteristiche, valori iniziali, transitorio e regime. Circuiti lineari del primo ordine. Circuiti lineari del secondo ordine.

4. Complementi di teoria dei circuiti
Sistemi trifasi: generalità, definizioni, proprietà fondamentali. Sistemi simmetrici ed equilibrati. Generatori e utilizzatori trifasi. Potenze nei sistemi trifasi e loro misura.

5. Dai circuiti ai campi
Parametri globali e grandezze specifiche. Equazioni di Maxwell dei campi stazionari. Rappresentazione dei campi stazionari. Materiali conduttori, dielettrici, magnetici. Vettori descrittivi e leggi costitutive. Richiami di calcolo vettoriale.

6. Campo stazionario nei mezzi dielettrici
Campo elettrico e densità di carica nei mezzi dielettrici. Teorema di Gauss. Legge di Coulomb. Leggi di continuità del campo elettrostatico. Dal campo elettrostatico al potenziale scalare. Calcolo della capacità equivalente di un sistema distribuito.

7. Campo stazionario nei mezzi magnetici
Campo magnetico e densità di flusso nei mezzi magnetici. Teorema di Ampère. Legge di Biot-Savart. Leggi di continuità del campo magnetostatico. Circuiti magnetici; legge di Hopkinson. Calcolo della induttanza equivalente di un sistema distribuito.

8. Campo elettromagnetico in bassa frequenza
Campi lentamente variabili. Induzione elettromagnetica. Correnti indotte nei conduttori massicci; effetto pelle. Mutuo induttore lineare e perfetto. Potenza ed energia di un mutuo induttore. Trasformatore ideale.

Prerequisiti

Conoscenze di base di strumenti matematici elementari quali sistemi di equazioni lineari, numeri complessi, derivate e integrali.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 56
Esercitazioni (ore/anno in aula): 25
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

M. Guarnieri, A. Stella. Principi e Applicazioni di Elettrotecnica. Edizioni Progetto, Padova.

Modalità di verifica dell'apprendimento

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