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RETI ELETTRICHE PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI

Corso Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Curriculum NUOVE TECNOLOGIE PER LA TUTELA DEL TERRITORIO E DELL’AMBIENTE
Orientamento PS.LM35.IND012.2013-2014
Anno Accademico 2015/2016
Crediti 6.00
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/31
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale Unico

Docente FRANCESCO CARLO MORABITO
Obiettivi Obiettivi formativi
Il corso di Reti Elettriche per Applicazioni Industriali si propone di completare la preparazione degli studenti iscritti alla Laurea Magistrale in Ambiente e Territorio nel settore dell’Elettrotecnica e dell’Energia Elettrica. L’impostazione della parte relativa ai circuiti lineari (studio nel dominio della frequenza) e non lineari (studio nel dominio del tempo e dello spazio di stato) è di tipo applicativo. La parte che riguarda lo studio dei campi (finalizzata al regime quasi-stazionario e alla comprensione dei fenomeni tipici della sicurezza elettrica e della compatibilità elettrica e magnetica) ha un’impostazione metodologica-applicativa.
Il corso si prefigge altresì di approfondire la preparazione dello studente nel settore dell’industria elettrica, con particolare riferimento all’ambito dell’utilizzo dell’energia elettrica (ivi inclusa la produzione e trasformazione). Il corso è inoltre indirizzato a far acquisire allo studente competenze pratiche ai fini dell’applicazione in diversi contesti d’interesse industriale relative all’implementazione di tecniche e metodi tipiche dell’analisi circuitale e dei campi elettrici e magnetici a bassa frequenza. Ciò viene realizzato finalizzando lo studio alla produzione progettuale autonoma e alle attività di gruppo ed inquadrando la disciplina nel più ampio contesto multidisciplinare dell’ingegneria.
Obiettivi d’apprendimento
Conoscenza e comprensione degli aspetti applicativi dei circuiti elettrici e dei campi a bassa frequenza. Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la risoluzione di problemi complessi di reti elettriche anche con tecniche al calcolatore.
Capacità di analizzare circuiti dinamici del I e II ordine. Capacità di indagine e progettazione di circuiti elettrici e di campi a bassa frequenza. Capacità di comprendere progetti di pertinenza dell’ingegnere elettrico.
Acquisizione di abilità a lavorare in autonomia e in gruppo per la sintesi progettuale. Acquisizione di abilità nell’utilizzo di strumentazione standard e/o sofisticata.
Metodi di Accertamento e Valutazione
La prova d'esame è strutturata in una prova orale che ha l’obiettivo di misurare le capacità critiche sviluppate dallo studente e il livello di approfondimento della conoscenza delle reti elettriche in regime generico, sia monofase che trifase, nonché la conoscenza degli elementi di campi in regime stazionario e quasi-stazionario. La prova orale consiste anche nella discussione pubblica degli elaborati di corso preparati nel tempo, sugli argomenti specifici delineati nel 6° credito formativo del programma. Nel corso della presentazione, lo studente dovrà mostrare la capacità di lavorare in team su applicazioni specifiche dell’ingegneria industriale.
Programma Richiami di Elettrotecnica di base e di Reti elettriche in regime trifase (Crediti 1)

Bipoli elettrici, doppi bipoli, n-poli; Teoremi delle reti; Soluzione automatica per ispezione reti del I e del II ordine; Studio delle reti lineari nel dominio della frequenza e della variabile di Laplace. Richiami sull’analisi delle reti elettriche in regime sinusoidale, rifasamento, il trasformatore Reale. Sistemi Trifase a tre e quattro fili, simmetrici e dissimetrici, equilibrati e squilibrati, collegamenti interfasici a stella e a triangolo, correnti e tensioni di fase e di linea, campo magnetico rotante di Galileo-Ferraris, metodi di risoluzione delle reti trifase, le potenze nei circuiti trifase, fattore di potenza, inserzione Aron e misure di potenza, rifasamento, teorema di Aron, analisi dei sistemi trifase mediante le componenti simmetriche. Analisi delle reti elettriche in regime periodico non sinusoidale.

Reti lineari e non lineari in condizioni dinamiche generali (Crediti 1)

Equazioni dinamiche e soluzione nel dominio del tempo, variabili di stato, problema di valore iniziale; termini transitorio e permanente, evoluzione libera e forzata; definizione di risposta della rete ad un determinato ingresso, risposta al gradino ed all'impulso, integrale di convoluzione; trasformata di Laplace e sue applicazioni alle reti lineari tempo-invarianti, impedenza operatoriale e funzione di trasferimento. Bipoli non lineari; bipoli tempo varianti; linearizzazione; caratteristiche lineari a tratti; analisi lineare a tratti di una rete non lineare; spazio degli stati; circuiti non lineari e tempo varianti.


Campi Elettrostatici, Campi Magnetostatici, Campo di Corrente e Regime Quasi-Stazionario (Crediti 2)

Forma integrale e locale delle equazioni dell'elettrostatica nel vuoto e nei mezzi materiali, condizioni di continuità, potenziale elettrostatico; Leggi in forma integrale e locale, condizioni di continuità; leggi di Ohm e Joule; tubi di flusso; resistenza; forza elettromotrice; potenza ohmica specifica. Problema di Dirichlet e problema di Neumann.
Forma integrale e locale delle equazioni della magnetostatica nel vuoto e nei mezzi materiali, condizioni di continuità, potenziale vettore; riluttanza di un tubo di flusso; tensione magnetica; forza magnetomotrice; coefficienti di auto e mutua induttanza, definizione relative a conduttori massicci; fenomeni di polarizzazione magnetica, isteresi magnetica, materiali magnetici, leggi di Hopkinson, circuiti magnetici.


Produzione, Trasmissione e Distribuzione di Energia Elettrica (Crediti 1)

definizione relative a conduttori massicci; fenomeni di polarizzazione magnetica, isteresi magnetica, materiali magnetici, leggi di Hopkinson, circuiti magnetici.


Applicazioni Industriali Innovative (Crediti 1)
Il modulo prevede lo svolgimento di elaborati su argomenti innovativi che verranno selezionati dal docente ed assegnati agli studenti fra i seguenti:
a) modellistica circuitale di interconnessioni elettroniche ad alta velocità;
b) analisi e progettazione di circuiti elettronici di potenza per numerose applicazioni: fotovoltaiche, eoliche, celle a combustibile, LED, sistemi di battery management, automotive;
c) metodi di progettazione di circuiti elettronici di potenza per il power management ad elevata efficienza energetica;
d) algoritmi per il monitoraggio e il controllo delle sorgenti rinnovabili basati su controllori digitali (DSP,FPGA);
e) sviluppo di tecniche di controllo lineari e non lineari per i circuiti switching;
f) ottimizzazione di trasformatori per applicazioni switching ad alta frequenza;
g) modellistica e caratterizzazione di sistemi di accumulo di energia e di celle a combustibile per applicazioni nel settore dei veicoli elettrici/ibridi e delle fonti rinnovabili.
Testi docente Renzo Perfetti – Circuiti Elettrici - Seconda Edizione – Ed. Zanichelli
Chua, Desoer, Kuh – Circuiti lineari e non lineari – Jackson
G. Miano – Lezioni di Elettrotecnica – CUEN Napoli

Materiale scaricabile dal web su indicazione del docente
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale Si
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto Si
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
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