Ingegneria Energetica

Introduzione al Modello Circuitale - Dalla teoria dei campi alla teoria dei circuiti. - Cariche elettriche e correnti elettriche - Campo elettrico e tensione elettrica Teoria dei Circuiti a Costanti Concentrate - Campo di validità - Bipoli elettrici - Convenzioni sui bipoli (convenzione degli utilizzatori e dei generatori) - Potenza elettrica - Bipoli fondamentali (resistore, corto circuito ideale, circuito aperto ideale, generatore ideale di tensione, generatore ideale di corrente) - n-poli - Doppi bipoli Proprietà delle Reti Elettriche - Leggi di Kirchhoff - Metodo di Tellegen della conservazione della potenza Reti Elettriche in Regime Stazionario - Generatori reali di tensione e corrente - Legge di Ohm generalizzata - Resistenza equivalente - Trasformazioni triangolo-stella - Sovrapposizione degli effetti - Teorema di Thevenin - Condizione di adattamento - Metodo delle correnti di maglia - Metodo dei potenziali nodali - Cenni sulle misure (amperometro, voltmetro, wattmetro) Fenomeni Dielettrici e Condensatore - Richiami sulle leggi fondamentali della elettrostatica - Rigidità dielettrica - Condensatore piano - Condensatore cilindrico - Bipolo condensatore - Energia elettrostatica - Calcolo della capacità per unità di lunghezza di una linea elettrica bifilare - Calcolo della capacità per unità di lunghezza di una linea elettrica aerea - Calcolo delle capacità parziali in linee elettriche aeree multi-conduttore - Carica e scarica di un condensatore - Il condensatore in regime stazionario Fenomeni Magnetici e Induttori - Richiami sulle leggi fondamentali della magnetostatica - Comportamento magnetico dei materiali - Induttore e auto-induttanza - Calcolo della induttanza di induttori elementari - Calcolo della induttanza per unità di lunghezza di una linea bifilare - Induttori accoppiati e mutua induttanza - Il bipolo induttore - Carica e scarica di un induttore - L’induttore in regime stazionario - Energia magnetica - Circuiti magnetici Cenni sulle Reti Elettriche in Regime Variabile Reti Elettriche in Regime Periodico Sinusoidale - Metodo simbolico - Impedenza - Bipoli fondamentali R, L, C, RL serie, RC serie, RLC serie - Potenza istantanea - Potenza attiva - Potenza reattiva - Potenza apparente - Potenza complessa - Teorema di conservazione della potenza - Metodi di analisi delle reti elettriche (correnti di maglia e potenziali nodali) - Rifasamento di un carico monofase - Comportamento dei nuclei ferromagnetici in regime sinusoidale: correnti parassite - Effetto pelle nei conduttori Reti Trifasi - Sistemi simmetrici ed equilibrati - Circuito monofase equivalente - Carico a stella o a triangolo - Potenziale del centro stella - Potenze - Rifasamento di un carico trifase - La misura della potenza in reti trifase a tre e quattro fili - Sistemi simmetrici e squilibrati Doppi bipoli lineari e passivi - Le rappresentazioni di un doppio bipolo: equazioni di trasferimento, matrice delle impedenze e matrice delle ammettenze - Collegamento di doppi bipoli - Determinare le costanti ausiliarie mediante prove a vuoto e di corto circuito - Le costanti ausiliarie di doppi bipoli elementari - Impedenza di ingresso di un doppio bipolo chiuso su una impedenza Linee Elettriche - Linee elettriche aeree e in cavo - Circuito elettrico equivalente - Caduta di tensione - Dimensionamento dei conduttori delle linee di distribuzione Elementi di Sicurezza Elettrica - Effetti della corrente sul corpo umano - Contatti diretti e indiretti - Protezioni contro il contatto indiretto - Impianti di terra: dispersori, resistenza di terra, tensione di passo - Normative Elementi di conversione statica dell'energia elettrica - Componenti a semiconduttore (diodi, tiristori, BJT, MOSFET, IGBT) - Classificazione dei convertitori statici (Raddrizzatori, inverter, convertitori DC/DC) - Principio di funzionamento dei raddrizzatori Cenni sulla Conversione Elettromeccanica

Il corso richiede la conoscenza dei contenuti degli insegnamenti di analisi matematica e fisica. Le conoscenze di base sui sistemi di equazioni lineari, sui numeri complessi, e sulle equazion i differenziali sono indispensabili.

Libri consigliati Elettrotecnica - 1 Principi, G. Chitarin, F. Gnesottto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella, Società editrice Esculapio Elettrotecnica, vol. I e II, Marcello D'Amore, Ed. Scientifiche Siderea Dispense sono disponibili nella Google Classroom del corso.

La verifica della preparazione avviene mediante esame che potrà essere sostenuto nel periodo di valutazione finale al termine del semestre o in qualsiasi altro appello disponibile. L’esame consta di una prova scritta e di una prova orale che devono essere sostenute nello stesso appello. L'accesso alla prova orale è vincolato al conseguimento, a valle della prova scritta, di una valutazione superiore a 18/30. Nella prova scritta si richiede di risolvere problemi numerici. La loro valutazione si basa sullo svolgimento formale e su quello numerico, con valutazione prevalente sul secondo. Il voto finale è il risultato della media delle votazioni riportate nelle due prove.

Il corso è erogato al primo semestre del terzo anno. L'orario delle lezioni è disponibile sul sito web della Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale (https://www.ing.uniroma1.it/orari-delle-lezioni)