Fondamenti di Ingegneria Elettrica ed Elettronica
Versione originale pubblicata
Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Gestionale - classe L-9 6° Anno Ciclo Annuale Unico
Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Gestionale - classe L-9 6° Anno Ciclo Annuale Unico
Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Gestionale - classe L-9 percorso Percorso in Lingua Italiana 6° Anno Ciclo Annuale Unico
Docenti
PUDDU EMILIANO, Lezioni
FERRARI VITTORIO, Titolare
Obiettivi del corso
Il corso si propone di fornire le basi di conoscenza dei circuiti elettrici ed elettronici attraverso la trattazione dei principi, dei componenti e dei sistemi. I contenuti concettuali e metodologici sono affiancati da riferimenti agli aspetti applicativi. Il corso si compone di un modulo di Elettrotecnica seguito da un modulo di Elettronica. Nel modulo di Elettrotecnica vengono presentati i componenti base, trattati i metodi di analisi dei circuiti in continua, in regime transitorio del primo ordine e in alternata, i concetti legati alla potenza, e i principali aspetti di generazione, distribuzione e utilizzo dell'energia elettrica. Nel modulo di Elettronica vengono trattati i segnali, i componenti a semiconduttore e i circuiti elettronici da un punto di vista di sistema, con particolare riferimento a blocchi funzionali fondamentali e di utilizzo trasversale in numerose applicazioni. Con il completamento della frequenza al corso lo studente acquisisce la capacità di analizzare i circuiti elettrici e orientarsi tra le applicazioni, di comprendere il funzionamento dei principali blocchi elettronici analogici, digitali e misti, e di valutarne il ruolo e le funzionalità nell'ambito di un sistema elettronico complesso.
Precompetenze
Analisi Matematica, Fisica Generale.
Programma
ELETTROTECNICA 1) Circuiti in continua Utilizzatori e generatori. Resistori, resistenza e legge di Ohm. Collegamenti in serie e parallelo. Generatori ideali di tensione e di corrente. Leggi di Kirchhoff. Resistenza equivalente. Partitori di tensione e di corrente. Generatori reali di tensione e di corrente. Potenza dissipata in resistori. Effetto Joule. Trasferimento di potenza e rendimento. Metodi di soluzione dei circuiti. Analisi ai nodi, analisi alle maglie. Linearità. Principio di sovrapposizione degli effetti (PSE). Rappresentazioni equivalenti di Thevenin e di Norton. 2) Transitori capacitivi e induttivi del primo ordine Condensatori e induttori. Potenza e energia. Variabili di stato e continuità di tensione ai capi di un condensatore e corrente in un induttore. Collegamenti in serie a parallelo di condensatori e induttori. Risposta libera (naturale) di circuiti RC e RL. Costante di tempo. Risposta forzata al gradino di circuiti RC e RL. Risposta transitoria completa. 3) Circuiti in regime sinusoidale Forme d’onda sinusoidali e loro parametri. Leggi di componente in regime sinusoidale per R, L e C. Rappresentazione di sinusoidi mediante notazione complessa. Vettore complesso rotante. Fasori. Impedenza Z. Ammettenza Y. Collegamenti in serie e parallelo di impedenze. Impedenza e ammettenza equivalente. Soluzione di circuiti in regime sinusoidale con metodo simbolico fasoriale. 4) Potenza in regime sinusoidale Potenza istantanea, potenza media. Fattore di potenza. Potenza per bipoli resistivi, reattivi e con impedenza generica. Potenza attiva P, potenza reattiva Q, potenza apparente S. Caduta in linea e rifasamento. Trasformatore ideale: funzionamento, tensioni e correnti, impedenza riflessa. 5) Sistemi trifase Struttura di un alternatore trifase. Rappresentazione fasoriale dei generatori. Grandezze di fase e di linea per le quattro configurazioni: stella-stella, triangolo-stella, stella-triangolo, triangolo-triangolo. Trasformazione stella/triangolo. Potenza attiva, reattiva e apparente in sistemi trifase. Generalità sulla produzione e distribuzione dell'energia elettrica e caratteristiche principali di un impianto elettrico. ELETTRONICA 1) Segnali e loro elaborazione Segnali analogici: amplificazione, dominio del tempo e della frequenza, filtraggio, funzione di risposta in frequenza. Segnali digitali: rappresentazione in forma numerica, algoritmi. 2) Componenti Introduzione ai componenti a semiconduttore: diodo a giunzione PN, transistori bipolari a giunzione (BJT). 3) Sistemi analogici Struttura e caratteristiche degli amplificatori operazionali (AO). Principali applicazioni lineari e non lineari degli AO. Filtri attivi. Cenni agli oscillatori. 4) Sistemi digitali Porte logiche elementari e principali circuiti combinatori. Circuiti sequenziali: flip-flop, contatori, registri a scorrimento. Cenni alle memorie e ai circuiti programmabili (microprocessori e microcontrollori). 5) Sistemi misti Fondamenti della conversione analogico-digitale (AD). Campionamento e quantizzazione. Cenni sulla conversione digitale-analogico (DA).
Modalitą d'esame
L’esame consiste in una prova scritta composta da esercizi e da domande di carattere teorico. L’esame viene superato conseguendo la sufficienza in ciascuno dei due moduli (Elettrotecnica ed Elettronica). In caso di lieve insufficienza nella prova scritta è prevista la possibilità di sostenere una prova orale limitatamente allo stesso appello.
Bibliografia
-C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, “Circuiti elettrici”, The McGraw-Hill Companies. -Materiale e note di sintesi delle lezioni messe a disposizione dal docente e reperibili on line sul sito del corso. -Raccolta dei temi d'esame svolti messa a disposizione dal docente e reperibile on line sul sito del corso.
 
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