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ELECTRIC CIRCUITS

Internazionalizzazione della Didattica ELECTRIC CIRCUITS

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0623300005
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
ELECTRICAL ENGINEERING FOR DIGITAL ENERGY
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2023
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
324ESERCITAZIONE
216LABORATORIO
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 E RETI ELETTRICHE DI DISTRIBUZIONE OPERANTI A REGIME E IN TRANSITORIO ANCHE DOVUTO A CONDIZIONI DI GUASTO.

CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
GRANDEZZE ELETTRICHE. DISPOSITIVI DI MISURA ED ELEMENTI DI METROLOGIA; CIRCUITI A PARAMETRI CONCENTRATI E CARATTERISTICHE DI N-BIPOLI; ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO (NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA). CIRCUITI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI IN CONDIZIONI NORMALI E DI GUASTO. CIRCUITI MAGNETICI E MUTUI ACCOPPIAMENTI MAGNETICI. CIRCUITI A PARAMETRI DISTRIBUITI; ANALISI DI RETI DI TRASMISSIONE (CENNI); ELEMENTI DI METODI NUMERICI DI SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME E IN TRANSITORIO. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE CIRCUITI DINAMICI NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA. ANALIZZARE CIRCUITI TRIFASE. 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 RAGGIUNGIMENTO DEI RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI 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: 8/0/0)
-1 (2 ORE LEZIONE) RICHIAMI DI GRANDEZZE ELETTRICHE E UNITA' DI MISURA. MODELLO CIRCUITALE A PARAMETRI CONCENTRATI. BIPOLI, N-POLI, DOPPI BIPOLI. COMPONENTI STATICI, DINAMICI, LINEARI E NON LINEARI. SORGENTI INDIPENDENTI E DIPENDENTI. SEGNALI FONDAMENTALI.
-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.
- 4 (2 ORE LEZIONE) METODI DI ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI LINEARI SOVRAPPOSIZIONE. POTENZIALI NODALI. CORRENTI DI MAGLIA. ANALISI DI CORTO-CIRCUITO E SISTEMA PER-UNITÀ.

UNITÀ DIDATTICA 2: CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO PERIODICO (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 6/4/2)
-5 (2 ORE LEZIONE) ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO PERIODICO. FASORI. IMPEDENZE.POTENZA ISTANTANEA, POTENZA MEDIA, POTENZA COMPLESSA CORREZIONE DEL FATTORE DI POTENZA
-6 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI A REGIME CON FORZAMENTO PERIODICO.
-7 (2 ORE LABORATORIO) COMPONENTI E ASSEMBLAGGIO DI SEMPLICI RETI DINAMICHE. ESEMPI DI MISURE. RAPPORTO DI PROVA. COMPONENTI IDEALI, REALI E TOLLERANZE.
- 8 (2 ORE LEZIONE) ANALISI DI DOPPI BIPOLI E N-POLI. CARATTERISTICHE. PROPRIETA DELLE MATRICI. DOPPI BIPOLI EQUIVALENTI
- 9 (2 ORE LEZIONE) DOPPIO BIPOLO TRASFORMATORE IDEALE. TRASFORMATORE REALE. CIRCUITO EQUIVALENTE DI UN TRASFORMATORE REALE
- 10 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI DI CIRCUITI CON DOPPI BIPOLI.
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
GRANDEZZE ELETTRICHE IN REGIME PERIODICO. FASORI.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
VALUTARE IL COMPORTAMENTO DI UN CIRCUITO ELETTRICO IN REGIME SINUSOIDALE

UNITÀ DIDATTICA 3: SIMULAZIONE CIRCUITALE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 4/0/6)
-11 (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.
-12 (2 ORE LABORATORIO) ANALISI CIRCUITALE STAZIONARIA CON MATLAB. ESEMPIO PER LA VALUTAZIONE DEL MASSIMO TRASFERIMENTO DI POTENZA.
-13 (2 ORE LEZIONE) SIMULAZIONE CIRCUITALE CON SPICE: STRUTTURA ED ALGORITMI, FUNZIONALITÀ DI BASE. SIMULINK. SIMULAZIONE CIRCUITALE E A BLOCCHI PER L’ANALISI DI CIRCUITI E SISTEMI:
-14 (2 ORE LABORATORIO) ANALISI CIRCUITALE STAZIONARIA CON PSPICE
-15 (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 4: CIRCUITI DINAMICI NEL DOMINIO DEL TEMPO
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 4/4/2)
-16 (2 ORE LEZIONE) CIRCUITI DINAMICI DEL PRIMO E SECONDO ORDINE. RISPOSTA AL GRADINO
-17 (2 ORE LEZIONE) RISPOSTA IMPULSIVA. TEOREMA DI CONVOLUZIONE.
-18 (2 ORE ESERCITAZIONE) SOLUZIONI DI RETI DEL PRIMO ORDINE.
-19 (2 ORE ESERCITAZIONE) SOLUZIONI DI RETI DEL SECONDO ORDINE
-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 5: CIRCUITI DINAMICI NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA COMPLESSA (LAPLACE)
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 4/4/2)
-21 (2 ORE LEZIONE) TRASFORMATA DI LAPLACE. DEFINIZIONE E PROPRIETÀ. TRASFORMATE NOTEVOLI. ANTITRASFORMATA
-22 (2 ORE LEZIONE) IMPEDENZA OPERATORIALE. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO
-23 (2 ORE ESERCITAZIONE) STUDIO DI RETI NEL DOMINIO DI LAPLACE
-24 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI IN FREQUENZA DI CIRCUITI SEMPLICI. FILTRI
-25 (2 ORE LABORATORIO) SIMULAZIONE NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA. DIAGRAMMI DI BODE.
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO NEL DOMINIO DI LAPLACE. SIMULAZIONE DI CIRCUITI ELETTRICI IN TRANSITORIO.
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 6: CIRCUITI TRIFASE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 6/4/4)
-26 (2 ORE LEZIONE) SISTEMI TRIFASE A TRE E QUATTRO FILI. SISTEMI EQUILIBRATI. SPOSTAMENTO DEL CENTRO STELLA
-27 (2 ORE LEZIONE) SISTEMI SQUILIBRATI. DECOMPOSIZIONE. GUASTI IN CIRCUITI TRIFASE. GUASTI. IMPEDENZA ALLE SEQUENZE.
-28 (2 ORE LEZIONE) POTENZA NEI SISTEMI TRIFASE. RIFASAMENTO DI CARICHI REATTIVI. MISURA DELLA POTENZA.
-29 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI DI CIRCUITI TRIFASE EQUILIBRATI
-30 (2 ORE ESERCITAZIONE) ANALISI DI CIRCUITI TRIFASE SQUILIBRATI.
-31 (2 ORE LABORATORIO) SIMULINK E CIRCUITI TRIFASE IN CONDIZIONI NORMALI
-32 (2 ORE LABORATORIO) SIMULINK E CIRCUITI TRIFASE IN CONDIZIONI DI GUASTO.
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.

UNITÀ DIDATTICA 7: CIRCUITI A PARAMETRI DISTRIBUITI
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 4/2/2)
-33 (2 ORE LEZIONE) MODELLO CIRCUITALE A PARAMTERI DISTRIBUITI. LINEA CON PERDITE E SENZA PERDITE. EQUAZIONE DEI TELEGRAFISTI. RETI ELETTRICHE DI GRANDI DIMENSIONI. CALCOLO DI PARAMETRI DI RETI DI TRASMISSIONE .
-34 (2 ORE LEZIONE) TERMINAZIONE DI UNA LINEA DI TRASMISSIONE. COEFFICIENTI DI TRASMISSIONE E RIFLESSIONE
-35 (2 ORE ESERCITAZIONE) METODI DI SOLUZIONE NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA.
-36 (2 ORE LABORATORIO) SIMULAZIONE NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA DI LINEE DI TRASMISSIONE
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
CARATTERISTICHE DI UNA LINEA DI TRASMISSIONE. PROPAGAZIONE E RIFLESSIONE
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
ANALIZZARE UN CIRCUITO CON LINEA DI TRASMISSIONE NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA.


TOTALE ORE 36/18/18 (LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO)

Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO È COSTITUITO DA LEZIONI TEORICHE (50%), ESERCITAZIONI IN AULA (25%) E DI LABORATORIO (25%), PRINCIPALMENTE DI CARATTERE NUMERICO
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
Orari Lezioni

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