ECTS - University of Pisa
Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base dei circuiti elettrici e delle macchine elettriche, indirizzate alle applicazioni tipiche dell'Ingegneria. In particolare saranno trattati: 1) i circuiti elettrici in regime stazionario continuo, sinusoidale e periodico non sinusoidale; 2) la misura delle principali grandezze elettriche (corrente, tensione, potenza); 3) il principio di funzionamento delle diverse macchine elettriche e gli azionamenti elettrici (macchina+driver elettronico); 4) i principi di base della sicurezza elettrica;
Objective: to understand the principles of electrical circuits and machines using appropriate analytical methods and use these principles in some of the numerous applications of electrical engineering. The main topics are: - DC and AC steady-state electrical circuits; - the measurement of the basic electrical quantities (current, voltage, and power); - operation principles of electrical machines and their drives; - basic principles of the electrical safety.
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 3 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, principi di funzionamento delle macchine elettriche e dei convertitori elettronici e sicurezza elettrica) 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:
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: 1) risolvere i circuiti elettrici in regime stazionario continuo, sinusoidale e periodico non sinusoidale; 2) effettuare la misura delle principali grandezze elettriche (corrente, tensione, potenza); 3) distinguere il principio di funzionamento delle diverse macchine elettriche e saper scegliere l'azionamento (macchina+driver elettronico) in grado di movimentare un carico meccanico noto (a velocità fissa o variabile); 4) valutare il grado di sicurezza di un semplice impianto elettrico;
The student who have successfully completes the course will have the ability to: - solve both DC and AC steady-state electrical circuits; - perform the measurement of the basic electrical quantities (current, voltage, and power); - choose an electrical machine with its drive capable to operate a mechanical load (with fixed or variable speed); - 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. Durante l'anno sono previste alcune ore di laboratorio (circa 6) facoltative, di cui la metà sulla parte dei teoria dei circuiti e l'altra metà sulla parte di macchine elettriche ed azionamenti elettrici. Durante tali ore gli studenti possono montare alcuni circuiti elettrici di base ed usare i principali strumenti di misura delle grandezze elettriche. Inoltre, possono prendere visione delle principali macchine elettriche e dei relativi driver elettronici.
Competence assessment criteria are mainly based on the final exam (written and oral). 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. Finally they can observe some real electric machines and the electronic drivers.
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 excercises and topics based on the multidisciplinary approach.
Le conoscenze iniziali vegono fornite agli stutenti nei corsi di base di Fisica II e di matematica.
The prerequisite of this course are given during the course of basic electromagnetics (Physics II) and basic mathematics (Mathematics).
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:
Teaching methods:
Gli argomenti specifici del corso sono: -> Teoria dei circuiti elettrici: Introduzione, Elementi circuitali, Principi di Kirchhoff, Potenza ed Energia, metodi di analisi dei circuiti (Metodo delle correnti di maglia, metodo delle tensioni nodali), Teoremi sulle reti elettriche, Risposta di regime di circuiti RLC in regime sinusoidale, metodo fasoriale per circuiti AC monofase e trifase, potenza nei circuiti in AC (monofase e trifase), Segnali peirodici, Circuiti Magnetici. -> Macchine elettriche: Trasformatore, Principi di conversione elettromeccanica, principio di funzionamento delle macchine elettriche rotanti ( (motori DC, Motori Asincroni, Macchina Sincrona, Motore Brushless, Motore Passo-Passo). -> Convertitori Elettronici: raddrizzatore, chopper, inverter. -> Sicurezza elettrica: principi di base e principali metodi di protezione nei diversi tipi di impianti (TT, TN-S, IT).
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. -> Electrical Machines: Transformers, Electro-mechanical energy conversion, Principles of rotating machines (DC motor, Induction motor, Synchronous Machine, Brushless motor, Stepper motor). -> Electrical Drives: Diodes, rectifiers, chopper, frequency converter. -> Electrical Safety: basic principles of electrical safety.
Recommended reading 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 3 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, principi di funzionamento delle macchine elettriche e dei convertitori elettronici e sicurezza elettrica) 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:
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.
