Applicazioni industriali elettriche + Elettronica, - (10 cfu)

Finalità

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
L'insegnamento di Applicazioni Industriali Elettriche per gli allievi del Corso di laurea in Ingegneria Meccanica ha lo scopo di fornire al non specialista del settore una conoscenza delle reti elettriche e del loro uso nell'apprendere le applicazioni fondamentali in campo industriale, nell’ottica di un arricchimento del patrimonio culturale di base dell’ingegnere.

Modulo di Elettronica
Fornire una panoramica estremamente sintetica delle principali aree tematiche dell’elettronica moderna.

Programma

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
a) Reti elettriche lineari in regime stazionario
Caratteristiche dei bipoli fondamentali: generatori ideali di tensione e generatori ideali di corrente, resistori, comportamento energetico. Convenzioni sui bipoli: convenzione dell’utilizzatore, convenzione del generatore. Uso dei principi di Kirchhoff per l’analisi delle reti. Resistenza equivalenti: stelle e triangoli, partitori di tensione e partitori di corrente.
Sovrapposizione degli effetti, teoremi del generatore equivalente: teorema di Thevenin e teorema di Norton. Metodi abbreviati per l’analisi delle reti: Correnti di maglia, Potenziali di nodo. Scrittura delle equazioni per ispezione.
Cenni sui doppi bipoli: matrice R e matrice G.

b) Reti elettriche lineari in regime sinusoidale
Fasori e metodo simbolico. Bipoli e circuiti semplici. Potenze in regime sinusoidale, potenza complessa e sua conservazione. Cenni sui componenti reali: generatori, resistori, condensatori e induttori. Risoluzione di reti in regime sinusoidale. Il fenomeno della risonanza: risonanza serie e risonanza parallelo.
I principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.

c) Reti elettriche in regime dinamico
Generalità, reti del primo ordine e reti del secondo ordine. Linearità e condizioni iniziali. Evoluzione libera e risposta forzata. Sviluppo in serie secondo Fourier, integrale di Fourier e trasformata di Laplace. Uso della trasformata di Laplace per la soluzione completa delle reti elettriche.

Modulo di Elettronica
Cenni sui materiali semiconduttori e i principali dispositivi a stato solido.
Linearizzazione e cenni sugli amplificatori lineari; amplificatori differenziali e operazionali; retroazione; stabilità dei sistemi in retroazione, criterio di Bode.
Conversione statica dell’energia: raddrizzatori non controllati e controllati monofase e trifase; convertitori dc/dc; Inverter monofase e trifase.
Elettronica digitale: porte logiche CMOS, circuiti combinatori e sequenziali, memorie ROM e RAM
Cenni sul controllo continuo dei sistemi lineari: controllori PID; esempi di controllo di sistemi del primo ordine.

Attività d'esercitazione

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
Esercizi sulla risoluzione delle reti nei vari regimi analizzati. Uso dei principali strumenti di misura delle grandezze elettriche.

Modulo di Elettronica
Le esercitazioni sono svolte in aula e vertono sull’analisi e sul progetto di semplici circuiti elettronici.

Modalità d'esame

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
Prova scritta seguita da un colloquio

Modulo di Elettronica
L’esame consiste in una prova orale.

Propedeuticità

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
Geometria Analisi Matematica ABC Fisica ABC

Modulo di Elettronica
Analisi matematica (ABC). Fisica generale (ABC). Applicazioni industriali elettriche. Fondamenti di informatica

Testi consigliati

Modulo di Applicazioni industriali elettriche
Giulio Fabricatore "ELETTROTECNICA E APPLICAZIONI" Liguori Editore

Modulo di Elettronica
1. Millman, Grabel: “Microelettronica”, McGraw-Hill (per elettronica analogica, digitale e controlli).
2. Fraser, Milne: “Integrated electrical and electronic engineering for mechanical engineers”, McGraw-Hill (per controlli).
3. Menozzi: “Appunti di Elettronica – Dispositivi ed elettronica analogica lineare”, Pitagora Editrice Bologna (per elettronica analogica e digitale e controlli, alternativamente a 1 e 2).
4. Rashid: “Power electronics”, Prentice-Hall (for power electronics).

Ultimo aggiornamento: 16-01-2004

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