Applicazioni Industriali Elettriche

Richiami sui Circuiti in Regime Continuo
Richiami su Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella, teorema di Millman, teorema di Thevenin, teorema di Norton, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Richiami su Campo Elettrico: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Richiami su Campo magnetico: flusso e induzione, induttanza, transitori di carica e scarica di un induttore, energia del campo magnetico, mutua induzione, forze elettromagnetiche, forze elettrodinamiche, curva di magnetizzazione, isteresi magnetica, correnti parassite, forza magneto-motrice, riluttanza.

Circuiti Monofase in Regime Sinusoidale
Generalità sulla corrente alternata e sua rappresentazione: relazione di fase, somma e differenza, valore efficace e valore medio, rappresentazione simbolica, circuiti R-L, circuiti R-C, collegamento di impedenze in serie e in parallelo, ammettenza, circuiti risonanti. Potenze: potenza istantanea e potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di potenza, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea monofase. Rifasamento.

Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea trifase. Rifasamento nei sistemi trifase.

Strumenti e Metodi di Misura delle Grandezze Elettriche
Strumenti e metodi per la misura di corrente, tensione, potenza attiva, fattore di potenza e energia nei circuiti monofase e trifase.

Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, proprietà dei materiali magnetici, caratteristiche costruttive, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione dei trasformatori, variazione della tensione da funzionamento a vuoto a funzionamento a carico, funzionamento di trasformatori in parallelo, cenni sull’autotrasformatore.

Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante, principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione di una macchina a induzione, espressione della coppia e caratteristica meccanica.

Macchina Sincrona
Cenni su principio di funzionamento e reazione di indotto, circuito equivalente di Behn Eschemburg, espressione della coppia e caratteristica meccanica, cenni su perdite e rendimento, manovra di parallelo di un generatore sincrono e regolazione del carico.

Impianti Elettrici Industriali
Componenti e sistemi utilizzati negli impianti di generazione, trasporto e distribuzione della potenza elettrica; protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; cabine di distribuzione in bt; impianti di rifasamento; dimensionamento di impianti utilizzatori in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione.
Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra; sicurezza degli impianti elettrici e apparecchiature per la protezione dai contatti indiretti.

Si presuppone che siano state acquisite e maturate le conoscenze di base dell’Analisi matematica, con particolare riferimento ai concetti di derivata e di integrale, nonché l'utilizzo di numeri complessi e le conoscenze necessarie alla risoluzione di equazioni differenziali del primo ordine a coefficienti costanti.
Si presume, inoltre, che siano note e sufficientemente maturate le conoscenze di base di Fisica, in particolare quelle relative ai concetti di forza, lavoro, energia, nonché gli aspetti fondamentali dell’elettromagnetismo che vengono trattati nella scuola media superiore e nel primo anno dei corsi di laurea in Ingegneria di primo livello.

Nella prima parte del corso sono riepilogati sinteticamente i concetti e le leggi alla base delle applicazioni dell’elettromagnetismo nell’ingegneria.

Testi Consigliati
 G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 1 - Principi - Società Editrice Esculapio
 G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
 F. Iliceto, S. Rosati - Impianti di distribuzione dell'energia elettrica - Edizioni Efesto
 Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame. sulle pagine Teams e Moodle del corso.

Lezioni frontali con discussione di aspetti teorici e applicativi relativamente agli argomenti del programma dell'insegnamento.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma fortemente raccomandata per beneficiare dell'interazione continua sia con il docente che con gli altri studenti.

L’esame si articola in una prima prova scritta di carattere pratico e in una seconda prova scritta, cui sono ammessi solo coloro che abbiano superato la prima prova. L’esito positivo della prima prova è subordinato alla corretta risoluzione numerica dei quesiti e la sola corretta formulazione della risoluzione del problema è in generale una condizione necessaria ma non sufficiente. La prima prova scritta consiste nella risoluzione numerica di uno o due esercizi, in un intervallo di 90 minuti, nei quali sono posti quesiti tecnici relativi alle tematiche affrontate dal corso quali: la risoluzione di circuiti elettrici in regime stazionario in corrente alternata, monofase o trifase, la determinazione delle condizioni operative di macchine elettriche in specificate condizioni di carico, il calcolo delle condizioni di esercizio di impianti elettrici di distribuzione. La seconda prova scritta, nella quale sono posti almeno due quesiti di carattere teorico relativi agli argomenti trattati nel corso, costituisce il vero e proprio esame e determina il conseguimento dei CFU.