ECTS - University of Pisa
Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze avanzate di circuiti elettrici e dell'elettromagnetismo applicato. In particolare: 1) circuiti elettrici in regime transitorio e Trasformata di Laplace. 2) circuiti trifase a 3 e 4 fili dissimmetrici e squilibrati; circuiti equivalenti delle linee trifase; trasformata di Fortesque. 3) linee elettriche aeree e in cavo. 4) circuiti magnetici complessi ed elettromagnetismo applicato in bassa frequenza, con particolare attenzione ai problemi dell'ingegneria elettrica; metodi di analisi numerica (FEM) di dispositivi elettromeccanici.
The topics are: 1) linear electric networks in transient behaviour, Laplace Transform. 2) three-phase general circuits (unbalanced); Fortescue Transform. 3) 3-phase lines equivalent circuits. 4) Complex magnetic circuits and Applied electromagnetics (low frequency) and numerical methods (FEM) for the analysis of electromechanical devices.
La verifica avviene tramite la prova orale e la prova scritta. Nella prova scritta (3 ore) lo studente deve dimostrare le sue abilità nel risolvere 4 esercizi relativi ai principali argomenti del corso. Nella prova orale, lo studente deve dimostrare di aver acquisito i fondamenti teorici degli argomenti trattati a lezione (teoremi della teoria dei circuiti, Elettromagnetismo applicato) e di saperli esporre con la terminologia appropriata.
Metodo:
La prova scritta è un prerequisito obbligatorio per poter sostenere la prova orale. La prova scritta è superata con un voto maggiore o uguale a 15/30.
In the written exam (3 hours), the student must demonstrate his/her hability in solving a number (typically 5) of simple exercises covering the most important topics of the course. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the advanced principles of the circuit theory and of electromagnetics and discuss them using the appropriate terminology.
Methods:
Further information:
The final exam consists in a written exam which is a prerequisite for the oral one. The minimum allowed score at the written exam is 15/30. The weighting is: final written exam 33.3%; final oral exam 66.6%.
Gli studenti che hanno completato con successo il percorso previsto, saranno in grado di: 1) risolvere i ciruciti elettrici in regime transitorio tramite la Trasformata di Laplace. 2) Risolvere i circuiti trifase a 3 e 4 fili dissimmetrici e squilibrati. Usare la trasformata di Fortesque per l'analisi dei guasti nei sistemi elettrici. 3) Ricavare i circuiti equivalenti delle linee trifasi aeree e impostare la scelta dei cavi trifase. 4) Risolvere i circuiti magnetici complessi ed approfondire le conoscenze dell'elettromagnetismo applicato in bassa frequenza, con particolare attenzione ai problemi dell'ingegneria elettrica. Applicare alcuni metodi di analisi numerica (FEM) di dispositivi elettromeccanici.
The student who successfully completes the course will have the ability to analyze linear electric networks by using general methods in transient behaviour. He or she will be able to describe the behaviour of multiterminal electric components in terms of voltage-current relationship and to manage the equivalent circuits to reduce the computation complexity. He or she will manage the general methods for the analysis of three-phase circuits. Lastly he or she will acquire the ability of solving complex magnetic circuits and evaluating the electromagnetic field due to slowly varying currents and to use a FEM numerical code to analyse the behaviour of electromechanical devices.
Le modalità di verifica si basano principalmente sull'esame finale composto dalla prova scritta e dalla prova orale. Durante l'anno sono previste alcune ore di esercitazioni pratiche per l'uso di un software numerico di tipo FEM per l'analisi di dispositivi elettromeccanici.
Competence assessment criteria are mainly based on the final exam (written and oral). In addition, during the year, students can attend some activities about the use of a numerical FEM software for the analysis of electromechanical devices.
Lo studente potrà acquisire le capacità di trattare con problemi che comportano competenze multidisciplinari (ingegneria elettrica, ingegneria meccanica, fisica);
The students will be able to deal with problems which require a multidisciplinary approach (electrical engineering, mechanical engineering, physics).
La verifica delle capacità comportamentali acquisite si basa principalmente sullo svolgimento delle prove di esame. Esse infatti contengono esercizi e domande volte a valutare l'approccio multidisciplinare.
The assessment criteria of behaviors are mainly based on the final exam (written and oral) which proposes some excercises and topics based on the multidisciplinary approach.
Le conoscenze iniziali vegono fornite agli stutenti nei corsi di base di Fisica II, di matematica e di Principi di Ingegneria Elettrica.
The prerequisite of this course are given during the course of basic electromagnetics (Physics II), basic mathematics (Mathematics) and Principles of Electrical Engineering.
Lezioni frontali, esercitazioni in aula, studio individuale, attività di modellazione numerica in aula multifunzionale.
Frequenza: non obbligatoria ma fortemente consigliata.
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
Circuiti in regime transitorio e trasformata di Laplace; sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati. Circuiti equivalenti di linee elettriche trifase a 3 e 4 fili. Linee elettriche aeree ed in cavo. Circuiti magnetici complessi e calcolo delle forze magnetiche tramite il principio dei lavori virtuali ed il Tensore di Maxwell. Equazioni Maxwell in forma differenziale nei diversi sistemi di coordinate. Elettrostatica. Magnetostatica. Magnetodinamica. Equazioni della diffusione, schermi. Teorema di Poynting theorem. Cenni ai Metodi numerici di analisi dei campi elettromagnetici i bassa frequenza
Transient phenomena in circuits; Laplace transform; voltage-current relationship in Laplace domain; circuit response in Laplace domain; analysis of switching circuits. Three-phase systems. Electrical lines equivalent circuits. Analysis of magnetic cores. Maxwell equations and their expression in different coordinate systems. Electrostatics. Magnetostatics. Magnetodynamics. Field diffusion and shielding. Poynting theorem and interaction with mechanical forces. Elements of numerical methods for the analysis of low frequency electromagnetic fields.
Testi di approfondimento:
Recommended reading also includes the following works:
Further bibliography will be indicated during the course.
La verifica avviene tramite la prova orale e la prova scritta. Nella prova scritta (3 ore) lo studente deve dimostrare le sue abilità nel risolvere 4 esercizi relativi ai principali argomenti del corso. Nella prova orale, lo studente deve dimostrare di aver acquisito i fondamenti teorici degli argomenti trattati a lezione e di saperli esporre con la terminologia appropriata.
Metodo:
La prova scritta è un prerequisito obbligatorio per poter sostenere la prova orale. La prova scritta è superata con un voto maggiore o uguale a 15/30.
In the written exam (3 hours), the student must demonstrate his/her ability in solving a number (typically 4) of simple exercises covering the most important topics of the course. - During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the advanced electrical engineering and to discuss them using the appropriate terminology.
Methods:
Further information:
The final exam consists in a written exam which is a prerequisite for the oral one. The minimum allowed score at the written exam is 15/30.
