programma

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

Corso di Laurea in Ingegneria Clinica

ELETTROTECNICA, IMPIANTI E MACCHINE ELETTRICHE

6 CFU (Ord. 270 - 2° anno del corso di Laurea - II semestre) - Prof. Giampiero Lovat

PROGRAMMA DEL CORSO A.A. 2013/2014

Analisi dei circuiti elettrici (30 ore)

Introduzione ai circuiti elettrici: Tensione, corrente, leggi di Kirchhoff, potenza, teorema di Tellegen. Resistore, corto-circuito, circuito aperto, generatori indipendenti, partitore di tensione, partitore di corrente. Combinazioni di resistori, resistenza equivalente, principio di sostituzione, trasformazioni di generatori indipendenti, trasformazioni stella-triangolo. Capacità e condensatori. Campo magnetico, flusso concatenato, induzione elettromagnetica. Coefficienti di auto e mutua induzione. Induttori e induttori mutuamente accoppiati. Permeabilità magnetica, materiali ferromagnetici e isteresi magnetica. Generatori controllati.

Circuiti in regime continuo: Linearità, sovrapposizione, Teoremi di Thévenin e Norton. Metodo dei nodi e formula di Millmann. Metodo delle maglie.

Circuiti in regime permanente sinusoidale: Numeri complessi e fasori (trasformata di Steinmetz). Metodo dei fasori: impedenza, ammettenza, leggi di Kirchhoff. Risonanza serie e parallelo. Massimo trasferimento di potenza e adattamento. Induttori mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, doppi bipoli e loro rappresentazioni. Potenze (complessa, attiva, reattiva, apparente) in regime sinusoidale. Rifasamento.

Reti trifase: Sistemi trifase simmetrici e equilibrati. Connessione a stella e a triangolo. Filo di neutro. Circuito monofase equivalente. Potenze e vantaggi. Rifasamento di carichi trifase. Sistemi trifase squilibrati: spostamento del centro-stella.

Principi di funzionamento delle macchine elettriche (16 ore)

Elementi di magnetismo: Induzione elettromagnetica, flusso tagliato, effetti meccanici del campo magnetico. Riluttanza magnetica, leggi di Hopkinson e circuiti magnetici.

Trasformatore: Trasformatore monofase e circuiti equivalenti. Prove a vuoto e in corto circuito. Caratteristiche costruttive, dati di targa e rendimento. Cenni sui trasformatori trifase.

Macchina sincrona: Caratteristiche costruttive e principio di funzionamento. F.e.m della macchina sincrona trifase, funzionamento a vuoto, funzionamento a carico, reazione di indotto, circuito equivalente, impedenza sincrona.

Macchina asincrona: Campo magnetico rotante. Principio di funzionamento della macchina asincrona, caratteristiche costruttive e circuito equivalente. Potenze, rendimento, caratteristica meccanica. Stabilità e avviamento. Regolazione della velocità..

Elementi di impianti elettrici (14 ore)

Linee elettriche: Caratteristiche delle linee elettriche di potenza. Circuito equivalente di una linea elettrica. Topologia delle linee elettriche. Caduta di tensione di linea (continua, monofase, trifase). Dimensionamento delle linee elettriche.

Sistemi elettrici di potenza: Struttura del sistema elettrico: generazione, trasmissione, subtrasmissione, distribuzione. Centrali elettriche di generazione. Linee elettriche in AAT, AT, MT e BT. Stazioni e cabine di trasformazione.

Componenti dei sistemi elettrici: Sovratensioni e sovracorrenti. Apparecchi di manovra e protezione: interruttori, contattori, sezionatori, fusibili, relè (termico, magnetico, magnetotermico, differenziale).

Sicurezza elettrica: Sicurezza elettrica: pericolosità della corrente elettrica (effetti fisiopatologici, limiti di pericolosità della corrente, resistenza del corpo umano, resistenza verso terra di una persona). Protezione dai contatti diretti e indiretti. Impianti di terra: dispersori, tensione di terra, resistenza di terra, tensione di contatto, tensione di passo.

Impianti elettrici utilizzatori: Generalità sugli impianti in media tensione e bassa tensione. Sistemi elettrici di categoria 1: sistemi TT, TN-C, TN-S, IT e relative protezioni.

Testi consigliati:

G. Fabricatore, Elettrotecnica e applicazioni, Liguori Editore, 1994.

M. Guarnieri e A. Stella, Principi e applicazioni di elettrotecnica, 2 vol., Edizioni Progetto Padova, 2009.

R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli, 2013.