ECTS - University of Pisa
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di teoria dei circuiti tramite modelli a parametri concentrati. In particolare saranno trattati i seguenti argomenti: analisi topologica ed energetica dei bipoli elettrici, i teoremi e le metodologie di risoluzione dei circuiti lineari in regime continuo, sinusoidale, periodico generico e dinamico; i circuiti multi-porta; i sistemi trifase; l'analisi di strutture magnetiche lineari; il trasformatore. Saranno inoltre accennati i circuiti non-lineari e verranno descritti alcuni software di soluzione automatica delle reti elettriche. Infine sarà trattata la problematica della sicurezza elettrica.
Objective: to understand the principles of electrical circuits theory; The topics covered are: basic electromagnetic field theory as introduction to lumped parameters circuits; network topology; analysis of linear circuits in DC, AC steady-state, transient and periodic steady state; multi-ports circuits; three-phases systems; magnetic circuits and magnetic forces; electrical transformers; basic principles of the electrical safety.
La verifica avviene tramite la prova orale e la prova scritta. Nella prova scritta lo studente deve dimostrare le sue abilità nel risolvere alcuni 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 3) 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 basic principles of electrical engineering and to discuss them using the appropriate terminology.
Methods:
Final written exam
Final oral exam
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.
Gli studenti che hanno completato con successo il percorso previsto, saranno in grado di risolvere i circuiti elettrici in regime stazionario continuo, sinusoidale (anche trifase), periodico non sinusoidale e dinamico tramite la trasformata di Laplace. Saranno inoltre capaci di valutare il grado di sicurezza di un semplice impianto elettrico;
The student who have successfully completes the course will have the ability to solve DC, AC steady-state (also three-phases systems), transient and periodic steady state electrical circuits; multi-ports circuits; magnetic circuits and magnetic forces; electrical transformers; to assess the electrical safety degree of a simple electrical plant.
Le modalità di verifica si basano principalmente sull'esame finale composto dalla prova scritta e dalla prova orale. Alcune ore di esercitazione pratica sono indirizzate all'uso di un software numerico per la soluzione dei circuiti elettrici. Infine, durante l'anno sono previste alcune ore di laboratorio facoltative durante le quali gli studenti possono montare alcuni circuiti elettrici di base ed usare i principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.
Competence assessment criteria are mainly based on the final exam (written and oral). Furthermore, the students can attend some activities about the use of a numerical software for the analysis of electrical circuits. In addition, during the year, students can attend some lab activities (6 hrs). They can design and build some basic electrical circuits and use laboratory instruments that can measure the main electrical quantities.
Lo studente potrà acquisire le capacità di trattare con problemi che comportano competenze multidisciplinari (ingegneria elettrica, ingegneria meccanica);
The students will be able to deal with problems which require a multidisciplinary approach (electrical engineering, mechanical engineering).
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 exercises and topics based on the multidisciplinary approach.
fondamenti di analisi matematica e di calcolo differenziale
The prerequisite of this course are given during the course of basic mathematics and differential calculus.
Lezioni frontali, esercitazioni in aula, studio individuale, attività di laboratorio (facoltative).
Frequenza: non obbligatoria ma fortemente consigliata.
Delivery: face to face;
Attendance: Advised
Learning activities:
attending lectures
individual study
Laboratory work
Practical
Reti Elettriche Lineari (50 L, 25 E)
Principi Fondamentali - Dai campi elettromagnetici ai circuiti elettrici; Il problema fondamentale delle reti elettriche; definizioni di base: corrente, tensione, potenza ed energia; La legge dell’Induzione Elettromagnetica; I Bipoli Elettrici; I Principi di Kirchhoff; il Teorema di Tellegen sulla potenza; Il Principio di Sostituzione o equivalenza; Elementi circuitali: relazioni costitutive e caratterizzazione energetica - Il Resistore; Il Generatore; Il Condensatore; L’Induttore; Gli Induttori Mutuamente Accoppiati; Risoluzione del Problema Fondamentale delle reti - Reti resisitive; Il Partitore di tensione; Il Partitore di corrente; Il Principio di Sovrapposizione degli Effetti; Il Teorema di Millman; I Teoremi di Thevenin e Norton; Metodi di risoluzione generali: Il metodo delle correnti di maglia; Il metodo delle tensioni nodali; Reti lineari dinamiche: soluzione con il metodo classico nel dominio del tempo; I Circuiti in regime periodico sinusoidale – Trasformata di Steinmetz (o fasoriale); Rappresentazione fasoriale di Tensione e Corrente; La Potenza in regime sinusoidale; I Teoremi sulla Potenza; Il rifasamento; I Circuiti in regime periodico generico - Uso della trasformata serie di Fourier; I circuiti risonanti; I Circuiti Multi-porta; I Doppi Bipoli; Reti lineari dinamiche: soluzione tramite la Trasformata di Laplace; Cenno ai software numerici per la soluzione delle reti elettriche; Cenno alle reti elettriche non-lineari;
Applicazioni Delle Reti Elettriche (30 L, 15 E)
I Sistemi Trifase – dai Sistemi simmetrici ed equilibrati ai Sistemi dissimmetrici e squilibrati; Teorema di Fortescue e cenno al Metodo delle Sequenze; I Circuiti Magnetici - Analisi con la rete elettrica equivalente; Forze Magnetiche; Principio dei Lavori Virtuali; Il Trasformatore monofase e trifase; Principi di Sicurezza Elettrica;
The specific topics are: -> Electrical Circuits Theory: Introduction, Circuit elements, Circuit Laws and analysis, Loop method; Node analysis, Network theorems, Steady state response of RLC circuits, Phasor diagram solution of AC circuits, 3-phase circuits, Power in 1- and 3-phase AC circuits, Periodic signals, Magnetic circuits, Energy in magnetic field, production of force and EMF. Transient phenomena in circuits; Laplace transform; voltage-current relationship in Laplace domain; circuit response in Laplace domain; analysis of switching circuits. Multiterminal and multiport components; two-port components. -> Electrical Safety: basic principles of electrical safety.
A. Longo, Analisi dei circuiti elettrici lineari, LTU, Pisa;
P. M. Chirlian, Basic Network Theory, McGraw-Hill;
M. Raugi, Lezioni di Elettrotecnica, PLUS, Pisa;
G. Becherini, A. Longo, Analisi dei circuiti elettrici lineari - Esercizi, LTU, Pisa;
S. Barmada, Elettrotecnica: 84 esercizi; PLUS, Pisa;
M. Ceraolo, D. Poli, Fundamentals of Electric Power Engineering, IEEE Press, Wiley, 2014
Approfondimenti su http://elearn.ing.unipi.it/ ⇒ Principi di Ingegneria Elettrica (CdL Ing. Energia);
A. Longo, Analisi dei circuiti elettrici lineari, LTU, Pisa;
P. M. Chirlian, Basic Network Theory, McGraw-Hill;
M. Raugi, Lezioni di Elettrotecnica, PLUS, Pisa;
G. Becherini, A. Longo, Analisi dei circuiti elettrici lineari - Esercizi, LTU, Pisa;
S. Barmada, Elettrotecnica: 84 esercizi; PLUS, Pisa;
M. Ceraolo, D. Poli, Fundamentals of Electric Power Engineering, IEEE Press, Wiley, 2014
Approfondimenti su http://elearn.ing.unipi.it/ ⇒ Principi di Ingegneria Elettrica (CdL Ing. Energia);
La verifica avviene tramite la prova orale e la prova scritta. Nella prova scritta lo studente deve dimostrare le sue abilità nel risolvere alcuni 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.
Final written exam
Final oral exam
