RETI ELETTRICHE PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI

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 1)

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 2)

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.

Ultimo aggiornamento: 06-11-2023

Materiale fornito dal docente durante il corso (tale materiale può cambiare di anno in anno, a seconda degli obiettivi specifici concordati con gli studenti del corso).

Chitarin, Gnesotto, Guarnieri, Maschio, Stella, Elettrotecnica 2 - Applicazioni, Esculapio, Bologna

Ultimo aggiornamento: 06-11-2023

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 di completare la preparazione dello studente nel settore elettrico, con particolare riferimento all’ambito dell’utilizzo dell’energia elettrica (ivi inclusa la produzione e trasformazione). Il corso è indirizzato altresì 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 campistica. 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 di apprendimento:

Conoscenza e capacità di comprendere gli aspetti applicativi dei circuiti elettrici e dei campi a bassa frequenza, con particolare riferimento alle applicazioni d’interesse industriale.

Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la risoluzione di problemi complessi di reti elettriche anche con tecniche al calcolatore. Capacità di indagine e progettazione di circuiti elettrici e di campi a bassa frequenza.

Capacità di applicare la conoscenza nell’ambito di gruppi di progettazione di sistemi elettrici complessi.

Capacità di comprendere ed elaborare autonomamente dati sperimentali.

Capacità di individuare vantaggi e limiti di applicabilità delle diverse possibili soluzioni tecniche dei problemi, con particolare riferimento all’uso efficiente delle risorse.

L’allievo dovrà essere in grado di presentare in forma verbale e scritta ovvero su appositi strumenti informatici, i risultati ottenuti nell’ambito dei progetti individuali, ovvero dei progetti coordinati svolti con altri colleghi in attività di gruppo.

Capacità di affrontare a livello professionale le tematiche delle applicazioni delle reti elettriche. Capacità di consultare autonomamente materiale anche in lingue diverse dall’italiano disponibile on-line. Capacità di selezionare materiali didattici addizionali in rete anche in forma di video.

Ultimo aggiornamento: 06-11-2023

Conoscenza dei contenuti del corso di elettrotecnica.

Ultimo aggiornamento: 21-09-2023

N/A

Ultimo aggiornamento: 06-11-2023

L'esame consta di un colloquio orale su elaborato di corso sugli argomenti assegnati a lezione.

La prova orale verifica il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e valuta l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e l'abilità comunicativa dello studente.

L’esame si ritiene superato se lo studente dimostra, nel corso della prova orale, di conoscere e di aver compreso almeno i concetti fondamentali, esponendoli in modo comprensibile. Per conseguire una votazione elevata, lo studente deve dimostrare approfondita conoscenza e ampia comprensione degli argomenti trattati, deve essere in grado di utilizzarle in modo autonomo e di saper esporre le proprie conclusioni in modo chiaro.

Il voto finale sarà attribuito considerando il risultato ottenuto nella prova scritta e l’esito della discussione orale, secondo il seguente criterio di valutazione:

30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

27 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

24 - 26: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;

21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;

Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Ultimo aggiornamento: 06-11-2023