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ELETTROTECNICA
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Conoscenza e capacità di comprensione: L’insegnamento consente allo studente di acquisire una solida conoscenza dei principi teorici e dei modelli di analisi dei sistemi elettrici in regime sinusoidale permanente e dei sistemi trifase, sia simmetrici ed equilibrati sia in condizioni di squilibrio e dissimmetria. Lo studente sviluppa la capacità di comprendere il comportamento delle grandezze elettriche nei diversi assetti di funzionamento, interpretando le relazioni tra le variabili di sistema e i fenomeni fisici sottostanti, con riferimento a contesti applicativi tipici dell’ingegneria elettrica ed energetica.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: A partire dalle conoscenze acquisite sui sistemi elettrici in regime sinusoidale permanente e sui sistemi trifase, lo studente è in grado di applicare metodi e modelli dell’elettrotecnica per analizzare e risolvere problemi relativi al funzionamento di reti elettriche in condizioni simmetriche ed equilibrate, nonché in presenza di squilibri e dissimmetrie. In particolare, sviluppa la capacità di interpretare configurazioni impiantistiche, valutare grandezze elettriche significative e comprendere il comportamento dei sistemi in diverse condizioni operative, collegando gli aspetti teorici a contesti applicativi tipici dell’ingegneria industriale ed energetica.
Autonomia di giudizio: Coerentemente con gli obiettivi formativi dell’insegnamento, lo studente sviluppa autonomia di giudizio nella modellazione e nell’analisi dei sistemi elettrici, acquisendo la capacità di valutare criticamente il comportamento dei sistemi in regime sinusoidale permanente e in condizioni trifase sia equilibrate sia squilibrate. Tale autonomia si manifesta nella scelta consapevole dei metodi di analisi più appropriati, nella verifica della correttezza dei risultati e nella loro interpretazione in relazione a contesti applicativi reali, con particolare attenzione agli aspetti impiantistici ed energetici.
Abilità comunicative: L’insegnamento contribuisce allo sviluppo delle abilità comunicative permettendo allo studente di esprimere in modo chiaro e rigoroso i concetti relativi ai sistemi elettrici, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato. Al termine del corso lo studente è in grado di descrivere e interpretare il comportamento dei sistemi elettrici in regime sinusoidale e trifase, anche in condizioni di squilibrio, argomentando le scelte metodologiche adottate e presentando in maniera coerente i risultati delle analisi, sia in forma scritta sia orale.
Capacità di apprendere: La capacità di apprendere si sviluppa attraverso l’acquisizione progressiva di metodi di analisi dei sistemi elettrici che consentono allo studente di rielaborare autonomamente le conoscenze e di affrontare nuovi problemi anche in contesti differenti da quelli trattati a lezione. In particolare, lo studio dei sistemi in regime sinusoidale e dei sistemi trifase favorisce l’abitudine a utilizzare modelli e strumenti teorici in modo flessibile, permettendo di approfondire in autonomia tematiche avanzate dell’ingegneria elettrica ed energetica e di aggiornare nel tempo le proprie competenze in relazione all’evoluzione tecnologica del settore.
Metodi didattici
Verifica Apprendimento
Prova Scritta unica
Le modalità di verifica dell’apprendimento prevedono valutazioni con voti da 18 a 30, che riflettono il livello di competenze maturate dallo studente nell’analisi dei sistemi elettrici in regime sinusoidale e trifase, nella risoluzione di reti elettriche e nell’interpretazione dei risultati in ambito gestionale e industriale.
Voto 18: Lo studente dimostra una conoscenza minima e frammentaria dei concetti fondamentali, quali rappresentazione fasoriale, leggi di Kirchhoff e grandezze elettriche. È in grado di risolvere solo semplici circuiti in regime sinusoidale, con difficoltà nell’applicazione dei metodi di analisi e nella comprensione dei sistemi trifase.
Voto 19-20: Lo studente possiede una conoscenza di base dei principali argomenti del corso, tra cui potenze elettriche, metodi di risoluzione delle reti e sistemi trifase equilibrati. Riesce a svolgere esercizi semplici, ma con limitata precisione e difficoltà nell’interpretazione dei risultati.
Voto 21-22: Lo studente dimostra una conoscenza adeguata dei contenuti fondamentali, inclusi teoremi delle reti, analisi in regime sinusoidale e sistemi trifase simmetrici ed equilibrati. È in grado di risolvere problemi standard in autonomia, pur con limitata capacità di affrontare situazioni più complesse.
Voto 23-24: Lo studente evidenzia una buona padronanza dei concetti teorici e dei metodi di analisi, comprendendo anche il rifasamento, la risonanza e il fattore di qualità. È in grado di analizzare sistemi trifase equilibrati e di interpretare correttamente le grandezze elettriche nei contesti applicativi.
Voto 25-26: Lo studente possiede competenze solide e capacità di applicazione ai sistemi trifase anche in condizioni di squilibrio. È in grado di utilizzare metodi analitici e matriciali per la risoluzione delle reti e di interpretare i risultati in termini di prestazioni ed efficienza energetica.
Voto 27-28: Lo studente dimostra una conoscenza approfondita degli argomenti del corso, inclusa l’analisi dei sistemi trifase squilibrati e l’uso del metodo delle componenti simmetriche secondo Fortescue. È in grado di affrontare problemi complessi e di collegare i risultati all’interpretazione fisica e gestionale dei sistemi elettrici.
Voto 29: Lo studente evidenzia una padronanza completa e critica dei contenuti, con elevata capacità di modellazione e analisi di sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati. È in grado di applicare con sicurezza i teoremi delle reti e le tecniche avanzate di analisi, interpretando i risultati in ottica di gestione ed ottimizzazione dei sistemi energetici.
Voto 30: Lo studente dimostra una conoscenza completa, approfondita e sistematica di tutti gli argomenti del corso. È in grado di analizzare e risolvere in modo autonomo sistemi elettrici complessi, applicando con piena padronanza metodi avanzati come le componenti simmetriche, e di interpretare i risultati in funzione delle prestazioni, dell’efficienza e della gestione dei sistemi elettrici in ambito industriale e gestionale.
Testi
Sadiku - Svoboda - Electric Circuits - McGraw Hill
Desoer - Khu - Fondamenti di Circuiti Elettrici - Franco Angeli
Contenuti
Il corso introduce l’analisi dei sistemi elettrici in regime sinusoidale permanente con un taglio orientato alle applicazioni tipiche dell’ingegneria gestionale, mediante la rappresentazione fasoriale delle grandezze e l’utilizzo dell’algebra dei numeri complessi. Vengono applicate le leggi di Kirchhoff in forma complessa e i principali metodi di risoluzione delle reti lineari, tra cui metodo dei nodi e delle maglie, con riferimento a sistemi energetici e impiantistici di interesse industriale. Sono sviluppati i teoremi fondamentali dell’analisi circuitale, tra cui i teoremi di Thévenin e Norton, il teorema di sovrapposizione degli effetti, il teorema di reciprocità e il teorema del massimo trasferimento di potenza, con particolare attenzione all’ottimizzazione delle prestazioni dei sistemi. Si trattano il calcolo della potenza attiva, reattiva e apparente mediante la potenza complessa, le tecniche di rifasamento per l’efficientamento energetico e l’analisi dei fenomeni di risonanza, introducendo il fattore di qualità come indicatore delle prestazioni dei sistemi elettrici.
Sistemi trifase simmetrici ed equilibrati nei contesti industriali
Viene affrontata l’analisi dei sistemi trifase simmetrici ed equilibrati, tipici delle reti di distribuzione e degli impianti industriali, attraverso la rappresentazione a fasori e lo studio delle connessioni a stella e a triangolo. Si analizzano le relazioni tra grandezze di fase e concatenate e si applica il modello equivalente monofase per la semplificazione dell’analisi in ambito gestionale e progettuale. Il calcolo delle potenze è sviluppato mediante il metodo dei due wattmetri e vengono richiamati i principi di bilancio energetico e le condizioni di massimo trasferimento di potenza, con riferimento alla gestione efficiente delle risorse energetiche.
Sistemi trifase simmetrici squilibrati e gestione delle anomalie
Si studiano i sistemi trifase simmetrici ma squilibrati, con particolare attenzione alle condizioni operative reali dei sistemi industriali e agli effetti degli squilibri su prestazioni ed efficienza. L’analisi viene condotta mediante equazioni di circuito formulate in forma matriciale e sistemi lineari complessi, per la determinazione delle correnti di linea e di fase e per il calcolo delle potenze. In questo ambito viene introdotto il metodo delle componenti simmetriche secondo Fortescue come strumento per la rappresentazione e la gestione degli squilibri nei sistemi elettrici.
Sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati nei sistemi complessi
Il corso sviluppa il metodo delle componenti simmetriche secondo Fortescue per l’analisi dei sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati, con riferimento a sistemi elettrici complessi di interesse industriale e gestionale. Le grandezze trifase vengono scomposte nei sistemi di sequenza diretta, inversa e omopolare e si procede alla risoluzione dei circuiti nelle reti di sequenza mediante tecniche di analisi circuitale e applicazione dei principali teoremi delle reti. I risultati vengono ricomposti nel sistema originale per il calcolo di tensioni, correnti e potenze, con particolare attenzione all’interpretazione dei risultati ai fini della gestione, del controllo e dell’ottimizzazione dei sistemi elettrici ed energetici.