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ELECTRICAL NETWORK ANALYSIS
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
L'obiettivo del corso è la formazione degli studenti sui metodi di analisi dei circuiti elettrici in condizioni stazionarie, sinusoidali e transitorie. Inoltre, il corso tratta i fondamenti della sicurezza elettrica, degli impianti elettrici e delle macchine elettriche.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Arrivare alla conoscenza, con il supporto di libri di testo adeguati, degli argomenti affrontati nel corso
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Essere in grado di ideare e sostenere argomentazioni
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Essere in grado di raccogliere informazioni tecniche ed saperle interpretare
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Possedere capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e possibili loro soluzioni
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Aver acquisito le competenze in ambito elettrico necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia
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CRUCIANI SILVANO
( programma)
Grandezze elettriche e unità SI. Energia elettrica e potenza elettrica. Convenzione dei segni del generatore e dell'utilizzatore. Elementi passivi e attivi. Sorgenti ideali di tensione e corrente. Generatori controllati. Massimo trasferimento di potenza. Componenti elettrici ideali di base: resistenza, induttanza, capacità, induttori accoppiati. Modelli di componenti reali. Legge di Ohm. Collegamento in serie e in parallelo dei componenti.
Circuiti del primo e del secondo ordine.
Leggi circuitali topologiche: Leggi di Kirchhoff delle tensioni (LKT) e correnti (LKC). Teorema di Tellegen. Metodo delle correnti di maglia. Metodo dei potenziali nodali. Principio di sovrapposizione degli effetti. Teorema di Thevenin e Norton. Teorema di Millman.
Funzioni sinusoidali. Definizione valore efficace. Analisi dei circuiti in regime sinusoidale. Fasori. Impedenza e ammettenza. Potenza elettrica nel dominio del tempo e in regime sinusoidale: potenza istantanea, potenza attiva, potenza reattiva, potenza complessa. Il fattore di potenza. Rifasamento. Risonanza serie. Teorema di Boucherot. Massimo trasferimento di potenza in AC. Applicazione dei teoremi dell'analisi dei circuiti a problemi in AC.
Sistemi Trifase. Terna simmetrica. Carichi equilibrati e squilibrati. Configurazioni a stella e a triangolo. Potenza in sistemi trifase. Confronto monofase e trifase. Circuiti con neutro. Rifasamento di un carico trifase. Introduzione alla trasmissione di energia elettrica.
Circuiti magnetici. Trasformatore ideale. Trasformatore reale.
Metodo della trasformata di Laplace: definizione e proprietà, trasformata di Laplace di alcune funzioni tipiche, teoremi del valore iniziale e del valore finale, decomposizioni in fratti semplici, analisi di circuiti. L'integrale di convoluzione. Applicazione a funzioni integrodifferenziali. Funzioni di trasferimento.
Risposta in frequenza. Filtri passivi.
Doppi bipoli. Modelli [Z], [Y], [h], [g]. Circuiti equivalenti.
 C. Alexander and M. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, McGraw-Hill (libro di testo).
G. Rizzoni and J. Kearns, Principles and Applications of Electrical Engineering, McGraw-Hill.
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9
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ING-IND/31
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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MATHEMATICAL ANALYSIS II
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Si studiano serie di potenza, il calcolo differenziale di più variabili, l'integrale di linea, l'integrale multiplo e l'integrale di superficie e di volumo.
Si acquisisce la capacità di calcolare derivate partiali di funzioni elementari e composte, calcolare vari integrali, e applicare teoremi di Green, Gauss, e Stokes per facilitare i calcoli.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Sapere le definizioni dei concetti di base (convergenza di serie, derivate parziali, punti estremi, integrali multipli, di linea, di superficie e di volume) e teoremi per eseguire i conti concreti.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Individuare i teoremi e le tecniche da applicare ai problemi dati e eseguire i conti correttamente.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Comprendere i concetti matematici per i problemi dati e dividerli ai piccoli problemi che si possono risolvere con le conoscenze acquisite durante il corso.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Inquadrare i problemi nei concetti acquisiti, esprimere la logica e i fatti generali che si usano nei calcoli.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Sapere i concetti matematici di base e applicarli ad alcuni esempi semplici di fisica.
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GREENBLATT RAFAEL LEON
( programma)
- calcolo differenziale di campi scalari vettoriali
- applicazioni di calcolo differenziale, punti estremi
- equazioni differenziali di base
- integrali di linea
- integrali multipli
- integrali di superficie, i teoremi di Gauss e Stokes
I materiale e' reperibile in tutti i testi standard. Inoltre durante il corso verrano messe a disposizione delle note.
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BUTTERLEY OLIVER JAMES
( programma)
- successioni e serie di funzioni, serie di Taylor
- calcolo differenziale di campi scalari vettoriali
- applicazioni di calcolo differenziale, punti estremi
- equazioni differenziali di base
- integrali di linea
- integrali multipli
- integrali di superficie, i teoremi di Gauss e Stokes
Tom M. Apostol, Calculus, Volumi 1 e 2.
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MAT/05
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Attività formative di base
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ENG |
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PHYSICS II
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Apprendimento degli elementi di base dell' elettromagnetismo e dei principi fisici fondamentali della meccanica quantistica.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Conoscenza dei principi base dell' elettromagnetismo e della meccanica quantistica utili per il proprio campo di studio, capacità di comprendere libri di testo avanzati sugli argomenti del corso.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Sviluppare in modo autonomo idee concettuali con argomenti acquisiti nel corso
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Essere in grado di dare una valutazione di massima ed in modo autonomo su idee o progetti basandosi sulle conoscenze acquisite nel corso.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Capacità di condividere informazioni ed idee in base alle conoscenze acquisite, comprensione di problemi specifici e delle relative soluzioni che vengono proposte.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Le conoscenze acquisite devono aiutare lo studente negli studi successivi, migliorando il livello di autonomia di apprendimento.
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FOGLIETTI VITTORIO
( programma)
1) Carica elettrica, conduttori, isolanti e cariche indotte. Legge di Coulomb. Campo elettrico e forze elettrostatiche. Linee di campo. Relazione tra carica e flusso del campo elettrico, la legge di Gauss. Distribuzione delle cariche elettriche nei conduttori.
2) Potenziale elettrico, energia potenziale elettrostatica, superfici equipotenziali, gradiente del potenziale. Definizione di dipolo elettrico. Formula approssimata del potenziale elettrostatico di un dipolo a grandi distanze. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo elettrico..
3) Capacitori e capacità. Capacitori in serie ed in parallelo. Energia elettrostatica di un capacitore. Polarizzazione nei dielettrici. Dipoli indotti. Allineamento di molecole polari. Campo elettrico all’ interno di un materiale dielettrico. Costante dielettrica relativa. Capacitori con materiale dielettrico.
4) Corrente elettrica, vettore densità di corrente J, resistività e conducibilità dei materiali, legge di Ohm in forma vettoriale e scalare, resistori e resistenza. Teoria microscopica del trasporto elettrico nei metalli ( modello di Drude). Differenza tra la velocità termica e la velocità di deriva delle cariche elettriche. Resistori in parallelo. Legge di Kirchhoff dei nodi e la conservazione della carica elettrica. La legge di Kirchhoff delle maglie e la natura conservativa del campo elettrostatico. Resistori in serie a capacitori. Carica di un capacitore. Risoluzione delle equazioni della corrente e della tensione in un circuito RC serie, la costante di tempo.
5) Introduzione al magnetismo, cenni storici. Forza agente su una carica puntiforme in moto in un campo magnetico. Definizione di prodotto vettoriale. Prodotto vettoriale espresso come determinante e calcolo mediante la regola di Sarrus. Esperimento di Thomson per la determinazione del rapporto q/m dell’ elettrone. Forze agenti su un conduttore in presenza di una corrente elettrica e di un campo magnetico. Equazione locale delle forze magnetiche, la seconda formula di Laplace. Introduzione ai conduttori a geometria circolare (spira), richiami sul momento torcente come grandezza fisica vettoriale. Forze e momenti torcenti su una spira con corrente circolante, definizione del dipolo magnetico. Principio di equivalenza di Ampere. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo magnetico. Forza esercitata su un momento di dipolo in un campo magnetico non uniforme. Principio fisico di funzionamento di un motore elettrico. Generalizzazione di un momento di dipolo magnetico ad aree irregolari. Momento di dipolo di n spire in serie. L’ effetto Hall.
6) Introduzione storica all’ equazione di Biot Savart Laplace. Corrente elettrica come sorgente del campo magnetico, l’ elemento infinitesimo di corrente. L’ equazione di Biot Savart Laplace. Caso di un conduttore infinitamente lungo con una corrente elettrica costante. Il flusso del campo magnetico B. La legge di Gauss per i campi magnetici. Forze magnetiche agenti su conduttori in presenza di correnti elettriche. La legge della circuitazione di Ampere. Definizione di un solenoide. Campi magnetici generati da conduttori a sezione cilindrica e conduttori toroidali. Il magnetone di Bohr. Introduzione ai materiali magnetici, paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo.
7) Esperimenti di induzione magnetica. La legge di Faraday. La legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell in forma integrale. Note sulla simmetria delle equazioni di Maxwell.. L’ autoinduzione, l’ induttanza e l’ induttore come elemento di circuito elettrico. L’ autoinduttanza di una spira. L’ energia associata al campo magnetico. Circuiti R-L, L-C ed R-L-C.
8) Le onde elettromagnetiche. Derivazione dell’ equazione delle onde elettromagnetiche dalle equazioni di Maxwell. Lo spettro elettromagnetico. Flusso di energia elettromagnetica e il vettore di Poynting. Energia di un’ onda sinusoidale. Flusso del momento elettromagnetico. Onde elettromagnetiche stazionarie.
9) Onde elettromagnetiche che si comportano come particelle. Esperimenti di fotocorrente, l’ effetto fotoelettrico. Frequenza di soglia e potenziale di frenamento. La spiegazione di Einstein: la luce assorbita come “fotoni”. La luce emessa come fotoni: la produzione di raggi X. La luce diffusa come fotoni : l’ effetto Compton.
10) Interferenza e diffrazione delle onde. La dualità onda-particella. L’ ipotesi di De Broglie. La diffrazione di raggi X da un reticolo cristallino, la legge di Bragg. L’ esperimento di Davisson e Germer, la diffrazione dell’ elettrone. Esperimenti di interferenza da doppia fenditura con elettroni. Onde in una dimensione, l’equazione di Schrödinger. Interpretazione fisica della funzione d’ onda. Pacchetti d’ onde. Il principio di indeterminazione. La particella in una scatola, funzione d’ onda e livelli di energia. L’ effetto tunnel.
1) University Physics with modern Physics , H.D. Young, R.H. Freedman, Pearson Editor.
2) Physics Volume II, David Halliday, Robert Resnick, Kenneth S. Krane, Wiley Editor.
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DI CASTRO DANIELE
( programma)
1) Carica elettrica, conduttori, isolanti e cariche indotte. Legge di Coulomb. Campo elettrico e forze elettrostatiche. Linee di campo. Relazione tra carica e flusso del campo elettrico, la legge di Gauss. Distribuzione delle cariche elettriche nei conduttori.
2) Potenziale elettrico, energia potenziale elettrostatica, superfici equipotenziali, gradiente del potenziale. Definizione di dipolo elettrico. Formula approssimata del potenziale elettrostatico di un dipolo a grandi distanze. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo elettrico..
3) Capacitori e capacità. Capacitori in serie ed in parallelo. Energia elettrostatica di un capacitore. Polarizzazione nei dielettrici. Dipoli indotti. Allineamento di molecole polari. Campo elettrico all’ interno di un materiale dielettrico. Costante dielettrica relativa. Capacitori con materiale dielettrico.
4) Corrente elettrica, vettore densità di corrente J, resistività e conducibilità dei materiali, legge di Ohm in forma vettoriale e scalare, resistori e resistenza. Teoria microscopica del trasporto elettrico nei metalli ( modello di Drude). Differenza tra la velocità termica e la velocità di deriva delle cariche elettriche. Resistori in parallelo. Legge di Kirchhoff dei nodi e la conservazione della carica elettrica. La legge di Kirchhoff delle maglie e la natura conservativa del campo elettrostatico. Resistori in serie a capacitori. Carica di un capacitore. Risoluzione delle equazioni della corrente e della tensione in un circuito RC serie, la costante di tempo.
5) Introduzione al magnetismo, cenni storici. Forza agente su una carica puntiforme in moto in un campo magnetico. Definizione di prodotto vettoriale. Prodotto vettoriale espresso come determinante e calcolo mediante la regola di Sarrus. Esperimento di Thomson per la determinazione del rapporto q/m dell’ elettrone. Forze agenti su un conduttore in presenza di una corrente elettrica e di un campo magnetico. Equazione locale delle forze magnetiche, la seconda formula di Laplace. Introduzione ai conduttori a geometria circolare (spira), richiami sul momento torcente come grandezza fisica vettoriale. Forze e momenti torcenti su una spira con corrente circolante, definizione del dipolo magnetico. Principio di equivalenza di Ampere. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo magnetico. Forza esercitata su un momento di dipolo in un campo magnetico non uniforme. Principio fisico di funzionamento di un motore elettrico. Generalizzazione di un momento di dipolo magnetico ad aree irregolari. Momento di dipolo di n spire in serie. L’ effetto Hall.
6) Introduzione storica all’ equazione di Biot Savart Laplace. Corrente elettrica come sorgente del campo magnetico, l’ elemento infinitesimo di corrente. L’ equazione di Biot Savart Laplace. Caso di un conduttore infinitamente lungo con una corrente elettrica costante. Il flusso del campo magnetico B. La legge di Gauss per i campi magnetici. Forze magnetiche agenti su conduttori in presenza di correnti elettriche. La legge della circuitazione di Ampere. Definizione di un solenoide. Campi magnetici generati da conduttori a sezione cilindrica e conduttori toroidali. Il magnetone di Bohr. Introduzione ai materiali magnetici, paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo.
7) Esperimenti di induzione magnetica. La legge di Faraday. La legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell in forma integrale. Note sulla simmetria delle equazioni di Maxwell.. L’ autoinduzione, l’ induttanza e l’ induttore come elemento di circuito elettrico. L’ autoinduttanza di una spira. L’ energia associata al campo magnetico. Circuiti R-L, L-C ed R-L-C.
8) Le onde elettromagnetiche. Derivazione dell’ equazione delle onde elettromagnetiche dalle equazioni di Maxwell. Lo spettro elettromagnetico. Flusso di energia elettromagnetica e il vettore di Poynting. Energia di un’ onda sinusoidale. Flusso del momento elettromagnetico. Onde elettromagnetiche stazionarie.
9) Onde elettromagnetiche che si comportano come particelle. Esperimenti di fotocorrente, l’ effetto fotoelettrico. Frequenza di soglia e potenziale di frenamento. La spiegazione di Einstein: la luce assorbita come “fotoni”. La luce emessa come fotoni: la produzione di raggi X. La luce diffusa come fotoni : l’ effetto Compton.
10) Interferenza e diffrazione delle onde. La dualità onda-particella. L’ ipotesi di De Broglie. La diffrazione di raggi X da un reticolo cristallino, la legge di Bragg. L’ esperimento di Davisson e Germer, la diffrazione dell’ elettrone. Esperimenti di interferenza da doppia fenditura con elettroni. Onde in una dimensione, l’equazione di Schrödinger. Interpretazione fisica della funzione d’ onda. Pacchetti d’ onde. Il principio di indeterminazione. La particella in una scatola, funzione d’ onda e livelli di energia. L’ effetto tunnel.
1) University Physics with modern Physics , H.D. Young, R.H. Freedman, Pearson Editor.
2) Physics Volume II, David Halliday, Robert Resnick, Kenneth S. Krane, Wiley Editor.
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SANNA SIMONE
( programma)
1) Carica elettrica, conduttori, isolanti e cariche indotte. Legge di Coulomb. Campo elettrico e forze elettrostatiche. Linee di campo. Relazione tra carica e flusso del campo elettrico, la legge di Gauss. Distribuzione delle cariche elettriche nei conduttori.
2) Potenziale elettrico, energia potenziale elettrostatica, superfici equipotenziali, gradiente del potenziale. Definizione di dipolo elettrico. Formula approssimata del potenziale elettrostatico di un dipolo a grandi distanze. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo elettrico..
3) Capacitori e capacità. Capacitori in serie ed in parallelo. Energia elettrostatica di un capacitore. Polarizzazione nei dielettrici. Dipoli indotti. Allineamento di molecole polari. Campo elettrico all’ interno di un materiale dielettrico. Costante dielettrica relativa. Capacitori con materiale dielettrico.
4) Corrente elettrica, vettore densità di corrente J, resistività e conducibilità dei materiali, legge di Ohm in forma vettoriale e scalare, resistori e resistenza. Teoria microscopica del trasporto elettrico nei metalli ( modello di Drude). Differenza tra la velocità termica e la velocità di deriva delle cariche elettriche. Resistori in parallelo. Legge di Kirchhoff dei nodi e la conservazione della carica elettrica. La legge di Kirchhoff delle maglie e la natura conservativa del campo elettrostatico. Resistori in serie a capacitori. Carica di un capacitore. Risoluzione delle equazioni della corrente e della tensione in un circuito RC serie, la costante di tempo.
5) Introduzione al magnetismo, cenni storici. Forza agente su una carica puntiforme in moto in un campo magnetico. Definizione di prodotto vettoriale. Prodotto vettoriale espresso come determinante e calcolo mediante la regola di Sarrus. Esperimento di Thomson per la determinazione del rapporto q/m dell’ elettrone. Forze agenti su un conduttore in presenza di una corrente elettrica e di un campo magnetico. Equazione locale delle forze magnetiche, la seconda formula di Laplace. Introduzione ai conduttori a geometria circolare (spira), richiami sul momento torcente come grandezza fisica vettoriale. Forze e momenti torcenti su una spira con corrente circolante, definizione del dipolo magnetico. Principio di equivalenza di Ampere. Energia potenziale di un momento di dipolo in un campo magnetico. Forza esercitata su un momento di dipolo in un campo magnetico non uniforme. Principio fisico di funzionamento di un motore elettrico. Generalizzazione di un momento di dipolo magnetico ad aree irregolari. Momento di dipolo di n spire in serie. L’ effetto Hall.
6) Introduzione storica all’ equazione di Biot Savart Laplace. Corrente elettrica come sorgente del campo magnetico, l’ elemento infinitesimo di corrente. L’ equazione di Biot Savart Laplace. Caso di un conduttore infinitamente lungo con una corrente elettrica costante. Il flusso del campo magnetico B. La legge di Gauss per i campi magnetici. Forze magnetiche agenti su conduttori in presenza di correnti elettriche. La legge della circuitazione di Ampere. Definizione di un solenoide. Campi magnetici generati da conduttori a sezione cilindrica e conduttori toroidali. Il magnetone di Bohr. Introduzione ai materiali magnetici, paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo.
7) Esperimenti di induzione magnetica. La legge di Faraday. La legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell in forma integrale. Note sulla simmetria delle equazioni di Maxwell.. L’ autoinduzione, l’ induttanza e l’ induttore come elemento di circuito elettrico. L’ autoinduttanza di una spira. L’ energia associata al campo magnetico. Circuiti R-L, L-C ed R-L-C.
8) Le onde elettromagnetiche. Derivazione dell’ equazione delle onde elettromagnetiche dalle equazioni di Maxwell. Lo spettro elettromagnetico. Flusso di energia elettromagnetica e il vettore di Poynting. Energia di un’ onda sinusoidale. Flusso del momento elettromagnetico. Onde elettromagnetiche stazionarie.
9) Onde elettromagnetiche che si comportano come particelle. Esperimenti di fotocorrente, l’ effetto fotoelettrico. Frequenza di soglia e potenziale di frenamento. La spiegazione di Einstein: la luce assorbita come “fotoni”. La luce emessa come fotoni: la produzione di raggi X. La luce diffusa come fotoni : l’ effetto Compton.
10) Interferenza e diffrazione delle onde. La dualità onda-particella. L’ ipotesi di De Broglie. La diffrazione di raggi X da un reticolo cristallino, la legge di Bragg. L’ esperimento di Davisson e Germer, la diffrazione dell’ elettrone. Esperimenti di interferenza da doppia fenditura con elettroni. Onde in una dimensione, l’equazione di Schrödinger. Interpretazione fisica della funzione d’ onda. Pacchetti d’ onde. Il principio di indeterminazione. La particella in una scatola, funzione d’ onda e livelli di energia. L’ effetto tunnel.
1) University Physics with modern Physics , H.D. Young, R.H. Freedman, Pearson Editor.
2) Physics Volume II, David Halliday, Robert Resnick, Kenneth S. Krane, Wiley Editor.
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FIS/01
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Attività formative di base
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