ELETTROTECNICA

PROGRAMMA
 

1. Richiami sulle equazioni di Maxwell nelle loro espressioni differenziali ed integrali  – Campi solenoidali ed irrotazionali – Densità di corrente di conduzione e di spostamento. La corrente elettrica –  Materiali conduttori ed isolanti – Circuito filiforme – Tensione e D.D.P. – Strumenti ideali: amperometro e voltmetro – Definizione operativa della corrente e della tensione. Elementi concentrati –  I circuiti a parametri concentrati – Cenni sui circuiti a parametri distribuiti – N-Poli – N-Bipoli –  Legge di Kirchhoff delle correnti – Legge di Kirchooff delle tensioni.

 
2. I bipoli – Convenzioni associate sulle variabili di porta. Potenza scambiata tra bipoli: definizione ed interpretazione fisica. Caratteristica statica di un bipolo. Classificazione dei bipoli: inerzia, passività, linearità, normalità, tempo-invarianza. Bipoli elementari ideali: il resistore, il generatore indipendente di tensione, il generatore indipendente di corrente  – Il condensatore – L'induttore – I generatori controllati – Bipoli in serie ed in parallelo – I generatori reali –  Reti stazionarie ad un solo generatore: tecniche di manipolazione e calcolo della resistenza equivalente. Trasformazione stella-triangolo, triangolo-stella.
   
   
3. L'analisi delle reti – Teoria dei grafi  – Concetto di nodo, lato, maglia, anello, albero, coalbero, insieme di maglie fondamentali. Eq. di Kirchhoff in forma minima. Sistema fondamentale associato ad una rete in regime stazionario in termini di corrente di lato. Trattamento delle correnti impresse. Metodi rapidi per la risoluzione delle reti elettriche: correnti di maglia e potenziali di nodo.
   
   
4. Teorema di Tellegen – Conservazione dell'energia. Circuiti equivalenti di Thevenin e Norton – Teorema di Thevenin – Teorema di Norton – Applicazioni dei circuiti equivalenti - Teorema di sostituzione – Teorema di reciprocità – Teorema di compensazione – Teorema di non amplificazione delle tensioni e delle correnti –  Principio di sovrapposizione degli effetti – Teorema  di Miller.
   
   
5. Caratterizzazione degli N-poli resistivi attraverso la matrice delle conduttanze. Poligono completo e configurazione stellare. Sintesi ed analisi di un N-Polo. Doppi bipoli. Caratterizzazione di un doppio bipolo attraverso le matrici di conduttanza G, di resistenza R, di trasmissione T. Sintesi ed analisi di doppi bipoli attraverso le configurazioni aT e ?. Collegamenti di doppi bipoli in serie, parallelo, cascata.
   
   
6. Circuiti in condizioni dinamiche. Induttori, condensatori, induttori accoppiati. Interpretazione fisica. Sistema fondamentale associato ad una rete dinamica. Integrale generale e particolare. Funzioni periodiche ed alternate. Parametri fondamentali dei segnali sinusoidali – Reti in regime sinusoidale – Concetto di fasore – Rappresentazione vettoriale dei fasori – Metodo simbolico – Concetto di impedenza – Caratterizzazione dei bipoli elementari nel dominio simbolico. – Funzione di rete – Risoluzione di reti in regime sinusoidale – Potenza ed energia in regime sinusoidale – Definizione della passività di un bipolo in c.d. – Teorema di Boucherot – Il rifasamento delle reti – Circuiti risonanti –  Non validità dei teoremi di non amplificazione delle correnti e delle tensioni in condizioni dinamiche –  Il trasformatore ideale. Trattamento di reti in condizioni di regime eccitate da generatori sinusoidali non iso-frequenziali. Misure nelle reti in r.s.: amperometro, voltmetro, wattmetro.
   
   
7. Sistemi trifase ad alimentazione simmetrica diretta. Carichi trifase equilibrati e  squilibrati in configurazione a stella e a triangolo. Carichi monofase. Trattamento delle cadute in linea. Potenza nei sistemi trifase. Misura della potenza nei  sistemi trifase equilibrati e non a tre e a 4 fili: tecnica del centro-stella artificiale, teorema di Aron, inserzione Aron. Rifasamento.



8. Circuiti in condizioni dinamiche – Circuiti del primo ordine – Risposte con stato zero – Risposte con ingresso zero – Risposta completa – Circuiti del secondo ordine – Risposte con stato zero.
    

C.A. Desoer, E.S. Kuh, Fondamenti di Teoria dei Circuiti, Ed. Franco Angeli.