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ELECTRIC CIRCUITS

Patrizia LAMBERTI ELECTRIC CIRCUITS

0623300005
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
ELECTRICAL ENGINEERING FOR DIGITAL ENERGY
2023/2024

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2023
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
648LEZIONE
324ESERCITAZIONE
VINCENZO TUCCI T Curriculum
PATRIZIA LAMBERTI Curriculum
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO FORNISCE LE CONOSCENZE METODOLOGICHE E GLI STRUMENTI OPERATIVI PER L’ANALISI NUMERICA E LA SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI E RETI DI DISTRIBUZIONE OPERANTI A REGIME, IN TRANSITORIO E IN CONDIZIONI DI GUASTO.
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
GRANDEZZE ELETTRICHE E DISPOSITIVI DI MISURA. ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO (NEL DOMINIO DEL TEMPO E DI LAPLACE). ELEMENTI DI METODI NUMERICI DI SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME E IN TRANSITORIO. SOFTWARE DI SIMULAZIONE CIRCUITALE. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI. CIRCUITI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI IN CONDIZIONI NORMALI E DI GUASTO.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE UN CIRCUITO NEL DOMINIO DEL TEMPO E DI LAPLACE. ANALIZZARE CIRCUITI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI IN CONDIZIONI NORMALI E DI GUASTO. UTILIZZARE SIMULATORI CIRCUITALI E SOFTWARE DI SIMULAZIONE A BLOCCHI PER L’ELABORAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI COMPLESSI. VALUTARE IL COMPORTAMENTO DI UN SISTEMA ELETTRICO REALE SULLA BASE DEI DATI DI SIMULAZIONE. SCEGLIERE I DISPOSITIVI DI MISURA IN RETI DI DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE DI BASE DELL’ELETTROTECNICA, DELLA MATEMATICA (IN PARTICOLARE: ALGEBRA LINEARE, ELEMENTI DI CALCOLO DIFFERENZIALE E INTEGRALE, NUMERI COMPLESSI) E DELLA FISICA DELL'ELETTROMAGNETISMO.
Contenuti
UNITÀ DIDATTICA 1: GRANDEZZE ELETTRICHE, MODELLO CIRCUITALE E MISURE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 8/4/4)

-1 (2 ORE LEZIONE) RICHIAMI DI GRANDEZZE ELETTRICHE. BIPOLI, N-POLI, DOPPI BIPOLI. COMPONENTI STATICI, DINAMICI, LINEARI E NON LINEARI. SORGENTI INDIPENDENTI E DIPENDENTI. SEGNALI FONDAMENTALI. IL MODELLO CIRCUITALE.
-2 (2 ORE LEZIONE) ELEMENTI DI DISPOSITIVI DI MISURA. VOLTMETRO, AMPEROMETRO, WATTMETRO. OSCILLOSCOPIO. INCERTEZZA DI MISURA. RAPPORTO DI PROVA.
-3 (2 ORE LEZIONE) COMPLEMENTI DI TOPOLOGIA PER I CIRCUITI: GRAFI CIRCUITALI E RELATIVE DEFINIZIONI, TEOREMA FONDAMENTALE DEI GRAFI; MATRICE DI INCIDENZA E RELATIVE PROPRIETÀ. METODI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI: POTENZIALI NODALI E CORRENTI DI MAGLIA. ANALISI DI CORTO-CIRCUITO E SISTEMA PER-UNITÀ.
-4 (2 ORE ESERCITAZIONE) ESEMPI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO COSTANTE
-5 (2 ORE LABORATORIO) COMPONENTI E ASSEMBLAGGIO DI SEMPLICI RETI STATICHE. ESEMPI DI MISURE. COMPONENTI IDEALI, REALI E TOLLERANZE. RAPPORTO DI PROVA.
-6 (2 ORE LEZIONE) METODI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO PERIODICO.
-7 (2 ORE ESERCITAZIONE) ESEMPI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO PERIODICO.
-8 (2 ORE LABORATORIO) COMPONENTI E ASSEMBLAGGIO DI SEMPLICI RETI DINAMICHE. ESEMPI DI MISURE. RAPPORTO DI PROVA. COMPONENTI IDEALI, REALI E TOLLERANZE.

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
GRANDEZZE ELETTRICHE E DISPOSITIVI DI MISURA. METODI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN CONDIZIONI NORMALI O DI GUASTO.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE UN CIRCUITO IN CONDIZIONI DI GUASTO. VALUTARE IL COMPORTAMENTO DI UN SISTEMA ELETTRICO REALE. SCEGLIERE I DISPOSITIVI DI MISURA.

UNITÀ DIDATTICA 2: SIMULAZIONE CIRCUITALE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 4/0/6)
-9 (2 ORE LEZIONE) ELEMENTI DI METODI NUMERICI DI SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI. INTRODUZIONE A MATLAB ED AL SUO UTILIZZO NELL’ANALISI CIRCUITALE; VETTORI MATRICI E LORO MANIPOLAZIONE, GRAFICI.
-10 (2 ORE LABORATORIO) ANALISI CIRCUITALE STAZIONARIA CON MATLAB. ESEMPIO PER LA VALUTAZIONE DEL MASSIMO TRASFERIMENTO DI POTENZA.
-11 (2 ORE LEZIONE) SOFTWARE DI SIMULAZIONE CIRCUITALE. INTRODUZIONE ALLA SIMULAZIONE CIRCUITALE CON SPICE: STRUTTURA ED ALGORITMI, FUNZIONALITÀ DI BASE. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI: SIMULINK E SIMULAZIONE A BLOCCHI.
-12 (2 ORE LABORATORIO) ANALISI CIRCUITALE STAZIONARIA CON PSPICE
-13 (2 ORE LABORATORIO) ANALISI CIRCUITALE STAZIONARIA CON SIMULINK

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
METODI NUMERICI DI SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME. SOFTWARE DI SIMULAZIONE CIRCUITALE. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE UN CIRCUITO NEL DOMINIO DEL TEMPO E DI LAPLACE. UTILIZZARE SIMULATORI CIRCUITALI E SOFTWARE DI SIMULAZIONE A BLOCCHI PER L’ELABORAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI.

UNITÀ DIDATTICA 3: CIRCUITI DINAMICI NEL DOMINIO DEL TEMPO
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 6/6/2)

-14 (2 ORE LEZIONE) RICHIAMI SULLO STUDIO DI CIRCUITI DINAMICI DEL PRIMO ORDINE: AUTONOMO, CON FORZAMENTO COSTANTE E CON FORZAMENTO PERIODICO.
-15 (2 ORE ESERCITAZIONE) ESEMPI AL CALCOLATORE. INTERRUTTORE IDEALE E SWITCH REALE NEI SIMULATORI.
-16 (2 ORE LEZIONE) RICHIAMI SULLO STUDIO DI CIRCUITI DINAMICI DEL SECONDO ORDINE: AUTONOMO, CON FORZAMENTO COSTANTE E CON FORZAMENTO PERIODICO. RISPOSTA AL GRADINO.
-17 (2 ORE ESERCITAZIONE) SOLUZIONE DI RETI DEL SECONDO ORDINE.
-18 (2 ORE LEZIONE) RISPOSTA IMPULSIVA. TEOREMA DI CONVOLUZIONE.
-19 (2 ORE ESERCITAZIONE) SOLUZIONI DI RETI DEL SECONDO ORDINE. CASO SPECIALE: RETE RISONANTE.
-20 (2 ORE LABORATORIO) ESEMPI AL CALCOLATORE. ANALISI NEL DOMINIO DEL TEMPO DI CIRCUITI SEMPLICI. RETE DINAMICA DEL SECONDO ORDINE. PARAMETRI PARASSITI ED INFLUENZA SULLA SOLUZIONE IDEALE.

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
METODI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO NEL DOMINIO DEL TEMPO. SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
SAPER ANALIZZARE UN CIRCUITO NEL DOMINIO DEL TEMPO. UTILIZZARE SIMULATORI CIRCUITALI E SOFTWARE DI SIMULAZIONE A BLOCCHI PER L’ELABORAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI COMPLESSI. VALUTARE IL COMPORTAMENTO DI UN SISTEMA ELETTRICO REALE SULLA BASE DEI DATI DI SIMULAZIONE.

UNITÀ DIDATTICA 4: CIRCUITI DINAMICI NEL DOMINIO DI LAPLACE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 8/6/2)

-21 (2 ORE LEZIONE) INTRODUZIONE ALLA TRASFORMATA DI LAPLACE. DEFINIZIONE E PROPRIETÀ. TRASFORMATA DI LAPLACE INVERSA.
-22 (2 ORE LEZIONE) SOLUZIONE DI EQUAZIONI DIFFERENZIALI USANDO LA TRASFORMATA DI LAPLACE E LE SUE PROPRIETÀ. MODELLO DI LAPLACE DI UN CIRCUITO LTI. IMPEDENZA OPERATORIALE. BIPOLI DINAMICI E MODELLO CIRCUITALE IN FUNZIONE DELLO STATO ENERGETICO.
-23 (2 ORE ESERCITAZIONE) SCRITTURA DEL MODELLO CIRCUITALE DI UNA RETE NEL DOMINIO DI LAPLACE.
-24 (2 ORE LEZIONE) METODI DI SOLUZIONI DI RETI NEL DOMINIO DI LAPLACE. TEOREMI DI THEVENIN E NORTON NEL DOMINIO DI LAPLACE.
-25 (2 ORE ESERCITAZIONE) STUDIO DI RETI NEL DOMINIO DI LAPLACE
-26 (2 ORE LEZIONE) FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. CONVOLUZIONE E RISPOSTA DI UN SISTEMA LTI.
-27 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI IN FREQUENZA DI CIRCUITI SEMPLICI. FILTRI
-28 (2 ORE LABORATORIO) DIAGRAMMI DI BODE.

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO NEL DOMINIO DI LAPLACE. SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE UN CIRCUITO NEL DOMINIO DI LAPLACE. UTILIZZARE SIMULATORI CIRCUITALI E SOFTWARE DI SIMULAZIONE A BLOCCHI PER L’ELABORAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI COMPLESSI.

UNITÀ DIDATTICA 5: CIRCUITI TRIFASE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 8/4/4)

-29 (2 ORE LEZIONE) RICHIAMI SUI CIRCUITI MONOFASE E DOMINIO DEI FASORI. POTENZA ISTANTANEA, POTENZA MEDIA, POTENZA COMPLESSA ATTIVA, REATTIVA E APPARENTE. CORREZIONE DEL FATTORE DI POTENZA
-30 (2 ORE ESERCITAZIONE) ESERCITAZIONE SU CIRCUITI MONOFASE.
-31 (2 ORE LEZIONE) SISTEMI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI. SISTEMI EQUILIBRATI.
-32 (2 ORE ESERCITAZIONE) ESERCITAZIONE SU CIRCUITI TRIFASE IN FUNZIONAMENTO NORMALE.
-33 (2 ORE LEZIONE) SISTEMI SQUILIBRATI. DECOMPOSIZIONE. IMPEDENZA ALLE SEQUENZE.
-33 (2 ORE LEZIONE) GUASTI IN CIRCUITI TRIFASE. GUASTO DI APERTO. GUASTO DI CORTO SIMMETRICO E DISSIMMETRICO.
-34 (2 ORE LABORATORIO) SIMULINK E CIRCUITI TRIFASE IN CONDIZIONI NORMALI E DI GUASTO.
-35 (2 ORE LABORATORIO) ESEMPI AL CALCOLATORE. CORTO CIRCUITO TRIFASE IN UN GENERATORE ASINCRONO A VUOTO

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
CIRCUITI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI IN CONDIZIONI NORMALI E DI GUASTO.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
UTILIZZARE SIMULATORI CIRCUITALI E SOFTWARE DI SIMULAZIONE A BLOCCHI PER L’ELABORAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI COMPLESSI. VALUTARE IL COMPORTAMENTO DI UN SISTEMA ELETTRICO REALE SULLA BASE DEI DATI DI SIMULAZIONE. SCEGLIERE I DISPOSITIVI DI MISURA IN RETI DI DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA.

TOTALE ORE 34/20/18 (LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO)
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO È COSTITUITO DA LEZIONI TEORICHE (47%), ESERCITAZIONI IN AULA E DI LABORATORIO (53%).
NELLE LEZIONI TEORICHE, IL DOCENTE COINVOLGE GLI STUDENTI RENDENDOLI PARTE ATTIVA NELLO SVILUPPO DELLA TRATTAZIONE DEGLI ARGOMENTI TEORICI, VERIFICANDO, AL TEMPO STESSO, IL GRADO DI MATURAZIONE DEI CONCETTI ESPOSTI FINO A QUEL MOMENTO.

NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO ASSEGNATI, SVOLTI E COMMENTATI ESEMPI DI APPLICAZIONE DEGLI ARGOMENTI TEORICI. IL DOCENTE INIZIALMENTE ILLUSTRA LA CORRETTA PROCEDURA DI ANALISI O DI PROGETTO E, SUCCESSIVAMENTE, GLI STUDENTI VENGONO COINVOLTI NELLA RISOLUZIONE DEL PROBLEMA. PER FAVORIRE LO STUDIO DA PARTE DEGLI STUDENTI NEL PERIODO DELLE LEZIONI, IL DOCENTE PUÒ ASSEGNARE COMPITI A CASA, LA CUI SOLUZIONE PUÒ ESSERE DISCUSSA IN AULA O CON IL SUPPORTO DI PIATTAFORME DI E-LEARNING.
NELLE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO GLI STESSI ESERCIZI DELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO AFFRONTATI CON L’AUSILIO DEL CALCOLATORE.
L’INSEGNAMENTO PREVEDE L’OBBLIGO DI FREQUENZA. IL NUMERO MINIMO DI PRESENZE CHE GARANTISCE L’ACCESSO ALL’ESAME DI PROFITTO È 70%.
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA. LA LINGUA DI INSEGNAMENTO È L’INGLESE.
Verifica dell'apprendimento
LA PROVA DI ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE, NEL COMPLESSO, LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI A LEZIONE, LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE ALL’ANALISI DI CIRCUITI, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE.

[ESAME DI PROFITTO]. L’ESAME DI PROFITTO CONSISTE IN UNA PROVA PRATICA (CHE PREVEDE LA PRODUZIONE DI UN ELABORATO) E UN COLLOQUIO. SU INDICAZIONE DEL CONSIGLIO DIDATTICO, LA PROVA PRATICA POTRA' ESSERE DIVISA IN DUE PROVE PARZIALI, DI CUI UNA INTERCORSO. LA PROVA PRATICA, SVOLTA IN UN LABORATORIO DIDATTICO, CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI CIRCUITALI MEDIANTE L’AUSILIO DEL CALCOLATORE E NELLA REDAZIONE DI UN ELABORATO CHE INTRODUCA, FORMALIZZI E ILLUSTRI IN DETTAGLIO LE SOLUZIONI PROPOSTE E DISCUTA, CON UN BREVE TESTO, EVENTUALI ARGOMENTI INDICATI NELLA TRACCIA. LA PROVA PRATICA POTRÀ ESSERE SOMMINISTRATA MEDIANTE TEST PREVALUTATO ATTRAVERSO LA PIATTAFORMA DI E-LEARNING MESSA A DISPOSIZIONE DALL’ATENEO

[LA PROVA PRATICA]. GLI ARGOMENTI OGGETTO DEGLI ESERCIZI NELLA PROVA PRATICA SONO TUTTI QUELLI CONTENUTI NEL PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO.
LA VALUTAZIONE DELLA PROVA PRATICA TIENE CONTO DEI RISULTATI NUMERICI E DELLA CORRETTEZZA DELL’IMPOSTAZIONE. LA SCALA UTILIZZATA È LA SEGUENTE: A-OTTIMO, B-BUONO, C-DISCRETO, D-SUFFICIENTE, E-INSUFFICIENTE. PER L’ACCESSO AL COLLOQUIO È RICHIESTA UNA VALUTAZIONE PARI O SUPERIORE AL LIVELLO D-SUFFICIENTE.

[LA PROVA ORALE]. IL COLLOQUIO VERTE SUI CONTENUTI DELL'ELABORATO E DEL PROGRAMMA. LO STUDENTE SARÀ ANCHE CHIAMATO AD ARGOMENTARE LE SCELTE EFFETTUATE NELLA PROVA PRATICA. LA VALUTAZIONE DEL COLLOQUIO TERRÀ CONTO DELLE CONOSCENZE DIMOSTRATE DALLO STUDENTE E DEL GRADO DEL LORO APPROFONDIMENTO, DELLA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, DELLA CAPACITÀ DI APPLICAZIONE DEI CONTENUTI E DELLE COMPETENZE, DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE E DALLA QUALITÀ DELL’ELABORATO DISCUSSO.

[VALUTAZIONE FINALE]. LA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, TERRÀ CONTO DI ENTRAMBE LE PROVE.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE MANIFESTA QUALCHE INCERTEZZA NELL’APPLICAZIONE DEI METODI DI SOLUZIONE DEL PROBLEMA PROPOSTO E HA UNA LIMITATA MA SUFFICIENTE CONOSCENZA DEI PRINCIPALI ARGOMENTI STUDIATI.
IL LIVELLO MASSIMO (30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI METODI ED È IN GRADO DI RISOLVERE I PROBLEMI PROPOSTI PERVENENDO IN MODO EFFICIENTE E ACCURATO ALLA SOLUZIONE E MOSTRA UNA NOTEVOLE CAPACITÀ DI COLLEGARE GLI ARGOMENTI STUDIATI.
LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI E OPERATIVI E MOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI DAL DOCENTE.
Testi
-ELECTRIC CIRCUITS, JAMES S. KANG, CALIFORNIA STATE POLYTECHNIC UNIVERSITY, POMONA, CENGAGE LEARNING, 2018, ISBN: 978-1-305-63521-0
- ELECTRICAL POWER SYSTEMS, P. S. R. MURTY, BUTTERWORTH-HEINEMANN, 2017, ISBN: 978-0081011249
- MATERIALE DIDATTICO INTEGRATIVO SARA' DISPONIBILE NELLA SEZIONE DEDICATA DELL'INSEGNAMENTO ALL'INTERNO DELLA PIATTAFORMA E-LEARNING DI ATENEO (HTTP://ELEARNING.UNISA.IT) ACCESSIBILE AGLI STUDENTI DEL CORSO TRAMITE LE CREDENZIALI UNICHE DI ATENEO.
Altre Informazioni
L'INSEGNAMENTO E' EROGATO IN INGLESE
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-05]