Il corso ha l’obiettivo di presentare i principi e le metodologie necessarie alla trattazione delle problematiche proprie delle applicazioni elettriche con particolare riferimento a quelle delle macchine e degli impianti elettrici in contesti associati alle tecnologie per il trasporto aereo. In tale ambito, lo studente sarà in grado di affrontare la soluzione di semplici quesiti progettuali, acquisirà inoltre le competenze necessarie alla scelta ed all’impiego di macchine elettriche e dei componenti base degli impianti elettrici con riferimento a infrastrutture aeroportuali e velivoli, anche di tipo innovativo a propulsione elettrica, quali i droni.
scheda docente
materiale didattico
Concetti di carica e corrente elettrica. Concetti di campo elettrico e tensione elettrica. Reti elettriche. Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, teorema di Millman, teorema di Thevenin, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Cenni su fenomeni dielettrici e condensatore: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Cenni su fenomeni magnetici e induttori: 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 magnetici.
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. Circuiti magnetici.
Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze, misura della potenza elettrica.
Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento.
Conversione Statica
Conversione statica e dispositivi ideali a semiconduttore, configurazioni e principio di funzionamento per la conversione AC-DC, DC-DC, DC-AC. Modulazione a larghezza di impulsi (PWM).
Accumulo e generazione a bordo aeromobili e satelliti
Unità di accumulo, tecnologie e caratteristiche. Generatori a celle a combustibile (FC). Modelli a parametri concentrati accumulo-convertitore e FC-convertitore.
Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante. Macchina a induzione: principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, espressione della coppia e caratteristica meccanica. Modello abc convertitore-macchina ad anello aperto (solo modulazione).
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. Macchina sincrona a magneti permanenti. Macchina sincrona a riluttanza. Modelli abc convertitore-macchina ad anello aperto (solo modulazione).
Impianti Elettrici
Protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; impianti di rifasamento; dimensionamento di linee in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra. Cenni su impianti fotovoltaici e ground power units (GPU).
- G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
- Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame disponibili in piattaforma Moodle o Microsoft Teams
Programma
Circuiti in Regime ContinuoConcetti di carica e corrente elettrica. Concetti di campo elettrico e tensione elettrica. Reti elettriche. Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, teorema di Millman, teorema di Thevenin, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Cenni su fenomeni dielettrici e condensatore: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Cenni su fenomeni magnetici e induttori: 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 magnetici.
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. Circuiti magnetici.
Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze, misura della potenza elettrica.
Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento.
Conversione Statica
Conversione statica e dispositivi ideali a semiconduttore, configurazioni e principio di funzionamento per la conversione AC-DC, DC-DC, DC-AC. Modulazione a larghezza di impulsi (PWM).
Accumulo e generazione a bordo aeromobili e satelliti
Unità di accumulo, tecnologie e caratteristiche. Generatori a celle a combustibile (FC). Modelli a parametri concentrati accumulo-convertitore e FC-convertitore.
Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante. Macchina a induzione: principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, espressione della coppia e caratteristica meccanica. Modello abc convertitore-macchina ad anello aperto (solo modulazione).
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. Macchina sincrona a magneti permanenti. Macchina sincrona a riluttanza. Modelli abc convertitore-macchina ad anello aperto (solo modulazione).
Impianti Elettrici
Protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; impianti di rifasamento; dimensionamento di linee in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra. Cenni su impianti fotovoltaici e ground power units (GPU).
Testi Adottati
- 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
- Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame disponibili in piattaforma Moodle o Microsoft Teams
Bibliografia Di Riferimento
Giorgio Rizzoni – Elettrotecnica, Principi e applicazioni –Terza edizione, Mc Graw Hill G. Conte, M. Erbogasto, E. Monastero, G. Ortolani, E. Venturi – Corso di Elettrotecnica, Elettronica e Applicazioni, vol. 1 –HOEPLI, 2004 P. Piccinini – Eserciziario di elettrotecnica e macchine elettriche –HOEPLI, 2007Modalità Erogazione
Modalità di svolgimento tradizionale, in aula. Svolgimento di esercizi numerici e di semplici casi applicativi. Saranno recepite tutte le disposizioni di Ateneo che regolano le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti.Modalità Frequenza
La frequenza delle lezioni non è obbligatoria, ma comunque consigliata.Modalità Valutazione
Prova scritta e prova orale. La prova scritta può essere sostenuta anche tramite prove in itinere. La prova scritta ha una durata di circa 2 ore ed è organizzata tramite lo svolgimento di esercizi analoghi a quelli presentati in aula e presenti sulla pagina moodle del corso; gli esercizisono finalizzati a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali. Il colloquio riguarda l'esposizione di due argomenti fra quelli presentati in aula durante il corso.