UNIVERSITA DEGLI STUDI DI CATANZARO FACOLTA DI MEDICINA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E BIOMEDICA Programma definitivo del corso di ELETTROTECNICA (Settore Scientifico Disciplinare ING-IND-31) A.A. / Prof. Ing. Vincenzo Coccorese Tutti gli avvisi ed informazioni sul corso sono resi noti mediante inserimento nel sito www.elettrotecnica.unina.it. 1 Obiettivi e finalità del corso Il corso è rivolto agli allievi del secondo anno del corso di laurea in ingegneria informatica e biomedica ed ha il duplice scopo di contribuire alla formazione ingegneristica di base e di fornire le conoscenze specifiche necessarie per una efficace frequenza degli insegnamenti per i quali il corso di elettrotecnica è propedeutico.. La vastità della materia, che in passato era oggetto di un corso annuale equivalente ad almeno 10 CFU,, ha imposto una difficile scelta fra due diverse impostazioni e precisamente fra: i) copertura di tutti gli argomenti tradizionalmente inseriti nei corsi di elettrotecnica, con una trattazione diffusa, ma necessariamente a tratti superficiale se non addirittura meramente descrittiva; ii) una trattazione rigorosa con privilegio per gli aspetti formativi, con la conseguente necessità di operare significativi tagli sia di argomenti specifici sia di modalità di trattazione, dando tuttavia congruo spazio agli argomenti costituenti la propedeuticità per i corsi successivi. Tra le due impostazioni è stata scelta la seconda. I tagli sugli argomenti sono evidenti dal programma del corso ed hanno riguardato principalmente alcune proprietà delle reti, le reti in regime stazionario, le reti in regime transitorio, oltre alla rinuncia di approfondimenti sul significato fisico delle grandezze circuitali, per il quali si rimanda al corso di Fisica II. La necessità di rimanere nei limiti dei CFU assegnati ha inoltre imposto dei tagli sulle modalità di trattazione degli argomenti. Ad esempio si è rinunciato alla dimostrazione formale di alcuni teoremi sulle reti, fermo restando il pieno rigore sull enunciato e sui postulati. Inoltre il funzionamento delle apparecchiature viene illustrato dando valore assiomatico al modello circuitale, limitando quindi l interpretazione e l analisi fisica dei fenomeni elettromagnetici. I contenuti sono stati dimensionati e trattati con l obiettivo di consentire allo studente medio, purché in possesso dei necessari prerequisiti (che sono stati dettagliatamente definiti e qui sotto riportati), di superare l esame dedicando complessivamente circa 150 ore di studio (comprensive della frequenza alle lezioni). 2 Propedeuticità Per una efficace frequenza e per il superamento dell esame è fondamentale il possesso di alcune nozioni di matematica e fisica (specificate nella prossima sezione), tutte facenti parte dei contenuti dei corsi di analisi matematica, geometria e algebra, meccanica razionale e fisica. Per questo motivo è prevista la propedeuticità dei corsi di Analisi Matematica II e di Fisica Generale II. E importante tuttavia sottolineare come il superamento degli esami propedeutici di per sé non garantisce il pieno possesso dei prerequisiti essenziali, che vengono specificati nella sezione successiva. 3 Prerequisiti essenziali Le nozioni qui di seguito sommariamente specificate sono irrinunciabili per la comprensione degli argomenti trattati. Il mancato possesso dei prerequisiti può costituire, di per sé, motivo di non superamento dell esame. Al fine di mettere gli allievi di verificare il livello di possesso dei prerequisiti, sarà distribuito, all inizio del corso, un test di autovalutazione. 3.1 Matematica Algebra elementare. Funzioni trigonometriche. Algebra dei numeri complessi. Grafico delle funzioni di una variabile. Limiti e derivate delle funzioni di una variabile. Calcolo vettoriale elementare. Campi vettoriali: gradiente, divergenza, rotore. Teorema di Gauss. Teorema di Stokes. Sistemi di equazioni lineari algebriche. Equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti. 3.2 Fisica Concetti e leggi fondamentali della meccanica. Grandezze fisiche principali ed unità di misura. Bilanci energetici. Elementi basilari di trasmissione del calore. Elettromagnetismo quasi stazionario: campi vettoriali J,B,E e loro proprietà. Corrente elettrica. Differenza di potenziale. Materiali conduttori e materiali isolanti. Rigidità dielettrica dei materiali isolanti. Effetto Joule. Materiali magnetici e materiali non magnetici. Flusso magnetico. Legge di Ampère. Legge di Lenz. Legge di Faraday. Campo elettrico statico e mozionale.
4 Programma del corso 4.1 Proprietà fondamentali delle reti elettriche 4.1.1 Il modello circuitale: definizioni. Concetto di sistema elettrico: Interazione fra i componenti mediante contatto elettrico (connessione) e mediante interazione elettromagnetica. Apparecchiature elettriche. Grandezze fisiche descriventi la connessione: tensioni e correnti. Modello circuitale di un apparecchiatura: concetto e definizione di N-polo. Postulati fondamentali dell N-polo. Concetto e definizione di bipolo. Postulati fondamentali del bipolo. Convenzione dell utilizzatore e del generatore.. Potenza assorbita e generata in un bipolo. Estensione del concetto di bipolo: doppio bipolo. Funzione caratteristica di un bipolo e di un doppio bipolo. 4.1.2 Voltmetri e amperometri. Generalità e richiami sugli strumenti di misura reali: sensibilità, errore di misura, portata, interferenza, banda, conversione A/D, acquisizione dati. Misurazione della tensione e della corrente. Voltmetri ed amperometri ideali. Definizioni operative di corrente e tensione in un bipolo mediante amperometri e voltmetri ideali. Definizione di strumenti ideali di misura: ipotesi di assenza di errore di misura e assenza di interferenza con le grandezze del sistema. Amperometri, voltmetri ideali, e modalità di inserimento per la misura delle rispettive grandezze. Unità di misura per la corrente, tensione e potenza. Relazione dimensionale fra potenza, tensione e corrente. 4.1.3 Il modello circuitale: postulati e proprietà. Nozione di rete di bipoli. Elementi di topologia delle reti: lati, nodi. Insiemi di taglio e maglie. Matrice di connessione. Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti (LKT e LKC). Teorema di conservazione della potenza in una rete (solo enunciato). Teorema di non amplificazione della tensione/corrente. Suddivisione di una rete in sottoreti e principio di sostituzione (rete equivalente). 4.1.4 Soluzione delle reti. Concetto di soluzione di una rete. Equazioni indipendenti nelle tensioni. Equazioni indipendenti nelle correnti. Aggiunta delle funzioni caratteristiche. Bipoli in serie e in parallelo. 4.1.5 Reti lineari resistive. 4.1.5.1 Definizione di bipolo con funzione caratteristica lineare di ordine zero. 4.1.5.2 Definizione di rete lineare resistiva. 4.1.5.3 Funzione caratteristica dei bipoli fondamentali costituenti una rete lineare resistiva: generatori ideali di tensione, generatori ideali di corrente, resistori ideali, corto circuito ideale, circuito aperto ideale. Carattere di bipolo dei voltmetri e amperometri. 4.1.5.4 Simboli grafici. Unità di misura. 4.1.5.5 Resistori ideali in serie e in parallelo; ripartizione della tensione/corrente in resistori in serie/parallelo. 4.1.5.6 Teorema della sovrapposizione degli effetti. 4.1.5.7 Doppi bipoli ideali: funzioni caratteristiche e potenza. Trasformatore ideale. Proprietà della trasparenza della potenza. Spostamento di bipoli dal primario al secondario. 4.1.5.8 Il teorema di Thévenin/Norton nelle reti parzialmente lineari resistive: tensione a vuoto, corrente di corto circuito, resistenza equivalente. Interpretazione grafica del teorema di Thevénin /Norton. Commenti preliminari sull importanza del teorema per le applicazioni pratiche. Determinazione dei parametri della rete equivalente mediante prove e misure. 4.1.5.9 Esempi applicativi di soluzione di reti lineari resistive. 4.2 Analisi delle reti lineari in regime permanente 4.2.1 Soluzione delle reti elettriche lineari. 4.2.1.1 Definizione di bipolo con funzione caratteristica lineare di ordine uno. 4.2.1.2 Funzione caratteristica dei principali bipoli con funzione caratteristica lineare di ordine uno, induttori e capacitori ideali. 4.2.1.3 Simboli grafici. Unità di misura. 4.2.1.4 Il sistema lineare fondamentale. Espressione generale della soluzione: integrale generale e integrale particolare. Definizione di fisica realizzabilità per induttori ideali, capacitori ideali, resistori ideali. 4.2.1.5 Reti di bipoli fondamentali fisicamente realizzabili: termine transitorio e costanti di tempo, termine di regime permanente. 4.2.1.6 Esempi di regimi permanenti: il regime polinomiale, il regime stazionario, il regime sinusoidale isofrequenziale. 4.2.1.7 Calcolo dei transitori nelle reti RL o RC (transitori del primo ordine) e nelle reti RLC (transitori del secondo ordine. 4.2.1.8 Grandezze di stato. Determinazione delle costanti arbitrarie di integrazione utilizzando la continuità delle grandezze di stato. Condizioni iniziali. 4.2.1.9 Esempi applicativi. Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 2/8
4.2.2 Soluzione delle reti lineari in regime sinusoidale. 4.2.2.1 Definizione di rete lineare in regime sinusoidale isofrequenziale permanente. 4.2.2.2 Metodo di soluzione nel dominio del tempo. 4.2.2.3 Valore efficace. 4.2.2.4 Amperometri e voltmetri ideali a valore efficace. 4.2.2.5 Metodo di soluzione nel dominio dei numeri complessi (fasori). 4.2.2.6 Definizione di impedenza e ammettenza di un bipolo. 4.2.2.7 Rappresentazione vettoriale delle tensioni e correnti sinusoidali. 4.2.2.8 Impedenza e ammettenza dei resistori, induttori e capacitori ideali. Reattanza. 4.2.2.9 Impedenze in serie e in parallelo. Partitori di tensione e di corrente. 4.2.2.10 Risonanza serie e parallelo. 4.2.2.11 Il teorema di Thévenin/Norton in regime sinusoidale: tensione a vuoto, corrente di corto circuito, impedenza equivalente. 4.2.2.12 Esempi applicativi 4.3 Potenze elettriche nelle reti in regime sinusoidale 4.3.1 Bilancio energetico in una rete elettrica in regime sinusoidale permanente. 4.3.1.1 Significato fisico della potenza elettrica nei bipoli di una rete: Principali grandezze elettriche. 4.3.1.2 Unità di misura delle principali grandezze elettriche: Ampère (unità di misura fondamentale nel sistema SI), Volt, Ohm, Watt, Joule (kwh). 4.3.1.3 Conservazione delle potenze in una rete in regime sinusoidale. 4.3.2 Potenze nei bipoli in regime sinusoidale. 4.3.2.1 Potenza istantanea, 4.3.2.2 Potenza fluttuante 4.3.2.3 Potenza attiva (o reale o media), 4.3.2.4 Potenza reattiva, 4.3.2.5 Potenza apparente (o di dimensionamento) 4.3.2.6 Fattore di potenza. 4.3.2.7 Potenza complessa. 4.3.2.8 Potenze nei resistori, induttori, capacitori ideali. 4.3.3 Wattmetro ideale in regime sinusoidale. 4.3.4 Compensazione della potenza reattiva (rifasamento). 4.3.5 Caduta di tensione in una linea. Calcolo dell espressione approssimata 4.4 Doppi bipoli 4.4.1 Definizione di doppio bipolo 4.4.2 Funzioni caratteristiche di un doppio bipolo. 4.4.3 Potenza in un doppio bipolo. 4.4.4 Doppi bipoli fondamentali: trasformatore ideale, accoppiamento mutuo, generatori comandati. 4.4.5 Condizioni per l equivalenza fra trasformatore ideale ed accoppiamento mutuo. 4.4.6 Doppi bipoli resistivi lineari. Caratterizzazione con generatori di tensione/corrente/miste e matrici R,G,H. 4.4.7 Risposta in frequenza. Serie di Fourier. Spettro di ampiezza e spettro di fase. Distorsione armonica. 4.4.8 Filtri passa basso, passa alto, passa banda e cancella banda. Banda passate e frequenza di taglio a 3 db. 5 Diario del corso 1-3 24 ottobre Introduzione al corso (V: programma provvisorio sul sito web). Concetto di sistema elettrico. Apparecchiature elettriche. Interazioni fra apparecchiature: per contatto metallico, per induzione elettromagnetica, per propagazione in alta frequenza. Concetto di modello circuitale (modelli fisico-geometrici in scala modelli fisico-matematici, modelli matematico-numerici). Modelli circuitali (modello matematico-numerico di tipo topologico spazialmente 0-dimensionale). Definizione di N-polo. Correnti nell N-polo. Postulati sulle correnti dell N-polo. Correnti entranti o uscenti: ike=-iku per il generico terminale. SUM(+-ik)=0. Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 3/8
4-6 25 ottobre 7-9 8 novembre 10-12 13-15 14 novembre 15 novembre Caso particolare del bipolo. Postulati sulle tensioni dell N-polo. Sequenza chiusa di terminali. Vhk=-Vkh. SUM (vhk)=0. Morsetto di riferimento. Tensione di ciascun morsetto rispetto a quello scelto come riferimento. Caso particolare del bipolo. Convenzione dell utilizzatore e del generatore in un bipolo. Convenzione dell utilizzatore e del generatore in un N-polo. Definizione di potenza utilizzata (assorbita) e potenza generata (erogata) in un bipolo. Potenza assorbita o generata in un N-polo. Definizione di circuito (o rete) elettrico (insieme di N-poli con connessione). Concetto di connessione: messa in comune di morsetti (nodi di connessione). Effetto della connessione: diminuzione del numero di gradi libertà complessivo. Reti di bipoli. Connessione fra bipoli. Bipoli sconnessi, semplicemente connessi o completamente connessi. Reti completamente connesse. Rappresentazione grafica. Rappresentazione mediante la matrice di connessione. (lati nelle colonne e nodi nelle righe, o viceversa). Studio delle connessioni mediante l utilizzo del grafo di una rete. Grafi orientati. Elementi costituenti il grafo: nodi, lati, matrice di connessione. Sottografi notevoli: maglie, insiemi di taglio. Formulazione leggi di Kirchhoff per le correnti (LKC) agli insiemi di taglio e per tensioni (LKT) alle maglie. LKT e LKC come relazioni lineari omogenee che diminuiscono il numero complessivo di gradi di libertà della rete di bipoli. Concetto di soluzione di una rete. Equazioni LKC indipendenti: n-1 (solo enunciato) Equazioni LKT indipendenti: l-(n-1) (solo enunciato). Caratteristiche individuali dei bipoli: funzioni caratteristiche, equaz. implicita f(v,i)=0. Discussione sul concetto di soluzione: gradi di libertà (incognite) e vincoli (equazioni). Uguaglianza fra gradi di libertà e vincoli come condizione necessaria per esistenza ed unicità della soluzione. Indipendenza delle relazioni come condizione necessaria. Sistema fondamentale di equazioni. Discussione su esistenza, unicità o molteplicità di soluzioni. Insiemi di taglio notevoli associati ai singoli nodi: LKC ai nodi. Maglie notevoli per i grafi planari: anelli Grafi connessi, albero e coalbero di un grafo. Grafi planari. Maglie fondamentali, ottenute giustapponendo uno alla volta i lati del coalbero all albero. Dimostrazione dell indipendenza di n-1 equazioni ai nodi e dell indipendenza di l-(n-1) equazioni con l uso dei concetti di albero-coalbero e maglie fondamentali. Bipoli adinamici. Caratteristica statica. Classificazione dei bipoli adinamici. Bipoli lineari (o strettamente lineari) e con caratteristica lineare. Bipoli tempo-invarianti e tempo-varianti. Bipoli fondamentali con caratteristica lineare: resistori lineari, generatori indipendenti di corrente e tensione, corto circuito, circuito aperto. Simboli grafici. Resistori fisicamente realizzabili. Concetto di rete resistiva. Il sistema fondamentale per la soluzione di una rete resistiva. Discussione su esitenza ed unicità della soluzione. Tecniche di risoluzione: metodo di Cramer, metodo di sostituzione di Gauss. Discussione sui limiti di applicabilità del metodo di Cramer per reti complesse. Principio di equivalenza fra sottoreti. Definizione generale di bipoli in serie e parallelo. Bipoli connessi da nodi semplici come condizione suffciente (ma non necessaria) per essere in serie. Applicazione del principio di equivalenza a resistori in serie e parallelo. Legge di ripartizione della tensione/corrente fra bipoli in serie/parallelo. Equivalenza di un bipolo alla serie/parallelo del bipolo con un corto circuito / crircuito aperto. Definizione di voltmetri/amperometri ideali, Simboli grafici. Unità di misura per tensioni/correnti. Liceità dell inserimento in serie/parallelo un bipolo di un voltmetro/amperometro per la misurazione della corrente/tensione del bipolo. Definizione operativa di corrente/tensione in un bipolo, mediante inserimento di un amperometro/voltmetro. Discussione sulla definzione matematica e definizione operativa della corrente/tensione. Esempio applicativo della scrittura del sistema fondamentale per una semplice rete resistiva. Scrittura semplificata del sistema fondamentale. Teorema di sovrapposizione degli effetti. Dimostrazione mediante espressione della soluzione con il metodo di Cramer. Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 4/8
16-18 18-18 19-21 22-24 25-27 28-30 31-33 34-36 37-39 40-43 44-47 22 novembre 23 novembre 29 novembre 30 novembre 13 dicembre 10 gennaio 11 gennaio 23 gennaio 24 gennaio 31 gennaio 1 febbraio Discussione su limiti, portata e importanza applicativa del teorema di sovrapposizione degli effetti. Bipoli passivi (I-III quadr), strettam. passivi (p=0 solo se v=i=0). Bipoli quasi lineari. Bipoli intrinsecamente non lineari. Esempi di bipoli intrinsecamente non lineari. Interruttore ideale. Diodo ideale. Soluzione di una rete di due bipoli con il metodo grafico delle caratteristiche. Bipoli quasi lineari. Bipoli intrinsecamente non lineari. Teorema di Thévenin/Norton (solo enunciato): ipotesi (sottorete lineare L connessa ad una sottorete generica N). Tesi del teorema (versione Thévenin): e0 come tensione a vuoto, Req come resistenza equivalente alla sottorete L resa passiva (cioè annullando i generatori, cioè sostituendo ad essi cortocircuiti/circuiti aperti). Espressione della resistenza equivalente come rapporto fra tensione a vuoto e corrente di corto circuito. Portata del teorema di Thévenin/Norton: caratterizzazione di una sottorete mediante misure a vuoto e in corto circuito (ovvero l equazione lineare del bipolo di Thévenin può essere individuata con due punti qualsiasi, in particolare a vuoto e in cc). Rappresentazione grafica del teorema di Thévenin/Norton. Applicazione alla soluzione di reti parzialmente non lineari. Dimostrazione teorema di Thevenin. Sospensione delle attività didattiche disposta dal rettore causa allagamento aule. Teorema di Tellegen (solo enunciato). Conservazione della potenza in una rete di bipoli. Derivaz. LKC ai nodi dalla matrice di connessione (o incidenza) associata ad un grafo orientato. Matrice di incidenza. Scrittura delle leggi di K. in forma matriciale. Equazioni di tableau. Definizione di rete lineare resistiva: costituita da bipoli lineari a-dinamici (di ordine zero, con funzioni caratteristiche lineari algebriche). Sistema fondamentale. Singolarità del modello. Compatibilità delle equazioni: generatori ideali di tens in parallelo e di corr in serie. Metoto del potenziale ai nodi. Applicazione al calcolo della formula di Millman. Applicazione del teorema di Thevenin ad uno schema di raddrizzamento con un diodo ideale. Generatori reali nel limite lineare: resistenza interna. Massimo trasferimento di potenza dal generatore al carico. Rendimento del trasferimento. Punto di vista elettrotecnico (massimo rendimento) ed elettronico (massimo trasferimento di potenza). Teorema di non amplificazione delle tensioni/correnti. Reti lineari con bipoli dinamici. Definizione di induttore ideale e capacitore ideale. Il sistema fondamentale per una rete lineare del primo ordine. Richiami sulla teoria delle equazioni differenziali a coefficienti costanti. Discussione su integrale particolare e integrale generale. Identificazione dell integrale generale come termine transitorio e dell integrale particolare come termine a regime nel caso di reti RLC fisicamente realizzabili. Discussione sulle costanti di tempo del circuito. Discussione sulla necessità di informazioni aggiuntive alla connessione e natura dei bipoli per la determinazione delle costanti arbitrarie di integrazione. Esempio di soluzione di una rete nel dominio del tempo (Circuito RL). Impostazione dell equaz. diff.le risolutiva. Discussione sulla continuità della tensione sui capacitori e corrente negli induttori. Scelta delle costanti di integrazione del termine transitorio imponendo la continuità delle tensioni sui capacitori e correnti negli induttori. Soluzione delle reti in regime sinusoidale isofrequenziale permanente. Il metodo fasoriale. Concetto di impedenza. Impedenze in serie e parallelo. Valore efficace delle funzioni periodiche. Valore efficace in r.s. Amperometri e voltmetri a valore efficace. Potenze in regime sinusoid. Conservazione delle potenze in r.s. Wattmetro in r.s. Esempio applicativo di soluzione di rete con il metordo fasoriale. Caduta di tensione in un linea: calcolo approssimato. Significato tecnico della potenza reattiva. Compensazione della potenza reattiva (rifasa mento).. Svolgimento esercizi introduttivi in cc e prove d'esame Svolgimento di esercizi sul metodo simbolico. Trasformazioni triangolo-stella (senza dimostrazione). Doppi bipoli resistivi lineari. Caratterizzazione con generatori di tensione/corrente/miste e matrici R,G,H. Richiami sui resistori passivi e strettamente passivi, e sui teoremi di non amplificazione delle tensioni/correnti; conseguenti proprietà delle matrici R,G,H (R11>= R12 etc.). Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 5/8
48-51 8 febbraio Doppi bipoli lineari non inerti (contenenti generatori indipendenti). Richiamo alla dimostrazione del teorema di Thevenin/Norton e sua immediata estensione al caso dei doppi bipoli: rappresentazione vettoriale di Thevenin v=ri+eo, di Norton i=gv+jcc, e mista y=hx+yo; applicazione alla soluzione sistematica dei circuiti transitori del secondo ordine con il metodo del circuito resistivo associato; equazioni di stato; le proprietà delle matrici R,G,H si traducono direttamente sul segno che devono avere i coefficienti che figurano nelle equazioni di stato e nel polinomio caratteristico; connessione con le proprietà di dissipatività di un circuito, e di esistenza del regime permanente (e sua indipendenza dalle condizioni iniziali). Richiami di analisi: determinazione diretta del polinomio caratteristico come determinante lambda*i-a =0 a partire dalle equazioni di stato. Svolgimento di un esercizio sul termine transitorio del primo ordine. Reti in regime transitorio del secondo ordine. Svolgimento di un esercizio sul termine transitorio del secondo ordine. Il fenomeno della risonanza nelle reti in regime sinusoidale. Risonanza serie e risonanza parallelo. Applicazione del teorema di sovrapposizione degli effetti per la soluzione di reti con generatori non isofrequenziali. Serie di Fourier. Risposta in frequenza. Spettro di ampiezza e spettro di fase. Distorsione armonica. Filtri passa basso, passa alto, passa banda e cancella banda. Banda passate e frequenza di taglio a 3 db. Esempi di doppi bipoli: trasformatore ideale, accoppiamento mutuo, generatori comandati. Condizioni per l equivalenza fra un accoppiamento mutuo ed un trasformatore ideale. 6 Testi consigliati Per la vastità della materia trattata si consiglia vivamente di seguire assiduamente e diligentemente le lezioni, anche al fine di raggiungere una preparazione sufficientemente equilibrata sui vari argomenti, con una chiara percezione del diverso peso specifico degli stessi. Gli appunti presi a lezione vanno poi integrati con lo studio di libri di testo a livello universitario sugli argomenti trattati. Fra i libri di testo contenenti gli argomenti trattati a lezione, si segnalano i seguenti. Testi di riferimento : M. de Magistris, G. Miano, Circuiti, ed SPRINGER, ISBN: 978-88-470-0537-2, settembre 2007. G. Miano, Introduzione ai Circuiti, Napoli, settembre 2002, dispense disponibili in formato pdf sul sito web www.elettrotecnica.unina.it e presso il centro fotocopie della sede di via Nuova Agnano. Tutti gli argomenti svolti durante il corso sono trattati nelle dispense. Sullo stesso sito è disponibile anche una raccolta di esercizi dello stesso tipo di quelli svolti durante le esercitazioni. Testi di consultazione: [1] G. MIANO, Lezioni di Elettrotecnica, ed. CUEN, 1998. [2] L. DE MENNA, Elettrotecnica, ed. Pironti, Napoli, 1998. [3] I.D. Mayergoyz, W. Lawson, Elementi di Teoria dei Circuiti, Utet, 2000. [4] L.O. CHUA, C.A. DESOER, E.S. KUH, Circuiti Lineari e Non Lineari, Jackson, 1991. Per ulteriori esercizi svolti: [1] S. BOBBIO, L. DE MENNA, G. MIANO, L. VEROLINO, Quaderno n 1: Circuiti in regime stazionario, ed. CUEN, Napoli, 1998. Quaderno n 2: Circuiti in regime sinusoidale, ed. CUEN, Napoli, 1998. Quaderno n 3: Circuiti in evoluzione dinamica: analisi nel dominio del tempo ed. CUEN, Napoli, 1998. [2] S. BOBBIO, Esercizi di Elettrotecnica, ed. CUEN, Napoli, 1995. Per una adeguata preparazione dell esame è inoltre necessario saper risolvere semplici esercizi e problemi, con elaborazioni analitiche e numeriche, con particolare riferimento alla soluzione delle reti. A questo scopo, oltre agli esempi ed esercizi trattati a lezione, che in ogni caso ne esauriscono la tipologia, sono ampiamente sufficienti gli esempi applicativi illustrati nei testi di cui sopra. Gli allievi possono poi scaricare dal sito numerosi esercizi svolti del tipo di quelli trattati nel corso. E inoltre disponibile la soluzione dei problemi proposti in molte sedute d esame. Si richiama tuttavia l attenzione dell allievo sul fatto che scopo principale dell esercizio è la dimostrazione della capacità di saper coscientemente e criticamente utilizzare le nozioni teoriche acquisite. In tal senso uno sforzo teso alla risoluzione di un gran numero di esercizi, con l obiettivo di acquisire una manualità non confortata da adeguata sicurezza di conoscenza degli strumenti teorici, potrebbe Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 6/8
addirittura risultare controproducente ai fini del superamento dell esame, poiché una eccessiva polarizzazione sul problema di trovarsi numericamente in qualche modo con la soluzione potrebbe distogliere l attenzione sui reali motivi alla base delle difficoltà incontrate. 7 Modalità d esame Nella generalità dei casi, le condizioni necessarie per un esito ottimale dell accertamento di profitto sono: i) il possesso dei prerequisiti di cui al punto 3; ii) aver frequentato con assiduità e diligenza il corso; iii) aver dedicato all attività di studio, in modo omogeneo sui vari argomenti, almeno 150 ore (comprensive delle ore dedicate alla frequenza). Si rammenta agli allievi che il possesso dei prerequisiti ha un significato sostanziale e non formale. Pertanto il mancato possesso dei prerequisiti, qualora evidenziato in sede d esame, costituisce motivazione sufficiente per il non superamento dell esame. L accertamento del profitto dell allievo, effettuato da parte di una Commissione di norma co-presieduta dai docenti ufficiali del corso, ha lo scopo di valutare la preparazione individuale raggiunta dall allievo, con una votazione espressa in trentesimi. L accertamento avrà avuto esito positivo se l allievo avrà riportato una votazione di almeno diciotto trentesimi. Per essere ammesso a sostenere l esame, l allievo dovrà obbligatoriamente compilare il modulo di prenotazione inserito nel sito www.elettrotecnica.unina.it, nel quale sono tra l altro indicati termini e scadenze. Non saranno ammessi a sostenere l esame allievi non prenotati. La Commissione esaminatrice non è in alcun modo responsabile per l eventuale successivo annullamento dell esame da parte della Segreteria Studenti (ad es. per mancato pagamento delle tasse scolastiche, mancato superamento di esami propedeutici o altri motivi di irregolarità imputabili ad inadempienze dell allievo). Scopo dell esame è accertare la conoscenza da parte dell'allievo degli strumenti di analisi appresi durante il corso e della capacità di impiegarli efficacemente nella risoluzione di semplici problemi. A tale scopo, l esame consiste in una prova scritta, alla quale, se valutata sufficiente, seguirà un colloquio orale. Il colloquio orale verterà sugli argomenti di teoria contenuti nel programma. Ferma restando la piena libertà ed autonomia della Commissione di effettuare l accertamento di profitto nel modo ritenuto più opportuno, nel successivo paragrafo viene illustrata la procedura d esame che sarà generalmente seguita per le sedute d esame relative all aa /12. Nella generalità dei casi, le condizioni necessarie per un esito ottimale dell accertamento di profitto sono: i) il possesso dei prerequisiti di cui al punto 3; ii) aver frequentato con assiduità e diligenza il corso; iii) aver dedicato all attività di studio, in modo omogeneo sui vari argomenti, circa 160 ore (comprensive delle ore dedicate alla frequenza). Nel caso l allievo, nel corso della preparazione, abbia dubbi o necessiti comunque di chiarimenti su argomenti specifici, potrà rivolgersi ai docenti del corso. Si rammenta agli allievi che il possesso dei prerequisiti ha un significato sostanziale e non formale. Pertanto il mancato possesso dei prerequisiti, qualora evidenziato in sede d esame, costituisce motivazione sufficiente per il non superamento dell esame. L accertamento del profitto dell allievo, effettuato da parte di una Commissione di norma co-presieduta dai docenti ufficiali del corso, ha lo scopo di valutare la preparazione individuale raggiunta dall allievo, con una votazione espressa in trentesimi. L accertamento avrà avuto esito positivo se l allievo avrà riportato una votazione di almeno diciotto trentesimi. Per essere ammesso a sostenere l esame, l allievo dovrà obbligatoriamente compilare il modulo di prenotazione inserito nel sito www.elettrotecnica.unina.it, nel quale sono tra l altro indicati termini e scadenze. Non saranno ammessi a sostenere l esame allievi non prenotati. La Commissione esaminatrice non è in alcun modo responsabile per l eventuale successivo annullamento dell esame da parte della Segreteria Studenti (ad es. per mancato pagamento delle tasse scolastiche, mancato superamento di esami propedeutici o altri motivi di irregolarità imputabili ad inadempienze dell allievo). Scopo dell esame è accertare la conoscenza da parte dell'allievo degli strumenti di analisi appresi durante il corso e della capacità di impiegarli efficacemente nella risoluzione di semplici problemi tecnici. A tale scopo, l esame consiste in una prova scritta, alla quale, se valutata sufficiente, seguirà un colloquio orale. Il colloquio orale verterà sugli argomenti di teoria contenuti nel programma. Ferma restando la piena libertà ed autonomia della Commissione di effettuare l accertamento di profitto nel modo ritenuto più opportuno, per utile informazione nel successivo paragrafo viene illustrata la procedura d esame che viene generalmente seguita. 8 Procedura d esame e criteri di valutazione Per essere ammesso alla prova scritta l allievo, deve recare con sé un valido documento di riconoscimento (libretto universitario, carta di identità, passaporto, ecc.) e risultare nell elenco dei prenotati. Al fine di consentire all allievo di verificare il proprio inserimento fra i prenotati, l elenco viene periodicamente aggiornato ed inserito nel sito www.elettrotecnica.unina.it. In tale sito viene anche comunicata la Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 7/8
data, ora ed aula nella quale la prova avrà luogo la prova scritta. La prova orale, per gli allievi ammessi alla stessa, ha generalmente luogo nella stessa giornata, subito dopo la conclusione e valutazione della prova scritta. All ora prevista per la prova, si procede all'appello nominativo degli allievi prenotati ed ai presenti viene distribuito il seguente materiale: i) foglio con il testo di n. 2 problemi richiedenti l esposizione di un procedimento ed il calcolo di uno o più risultati numerici; ii) fogli bianchi da utilizzare per la prova. Tutto il materiale consegnato dovrà essere riconsegnato al termine della prova, anche in caso di ritiro. Gli allievi dovranno scrivere esclusivamente sui fogli consegnati. Non è consentita la consultazione di alcuna forma di libri o appunti. E' consentito solo l'uso di semplici calcolatrici non programmabili. I problemi proposti riguarderanno la soluzione di reti in regime stazionario, regime sinusoidale e reti in regime transitorio. Per la prova è assegnato un tempo complessivo di 2 ore. L elaborato sarà sottoposto a valutazione analitica solo se l'allievo avrà svolto tutti i problemi od esercizi proposti. Gli elaborati ammessi alla valutazione saranno giudicati sufficienti ai fini dell ammissione alla prova orale solo se l allievo avrà svolto tutti gli esercizi proposti, esponendo con chiarezza ed ordine metodologico il procedimento di soluzione adottato. Gli elaborati con forte carenza di completezza o contenenti gravi errori concettuali saranno giudicati insufficienti. Per poter essere ammesso alla prova orale, l'allievo dovrà aver ricevuto una valutazione sufficiente della prova scritta. L'ammissione alla prova orale non comporta necessariamente il superamento dell'esame. L'eventuale ritiro dell'allievo è considerato come esame sostenuto con esito negativo. In caso di rifiuto della votazione o di esito negativo, di norma l'esame non potrà essere ripetuto prima che siano trascorsi almeno 30 giorni. La valutazione della prova scritta terrà quindi analiticamente conto dei seguenti aspetti: i) correttezza dei risultati numerici; ii) livello di completezza dello svolgimento; iii) impostazione logica dello svolgimento; iv) adeguatezza del metodo risolutivo adottato; v) ordine e chiarezza di svolgimento; vi) presenza di errori nell applicazione della teoria. Subito dopo la valutazione degli elaborati, che avrà generalmente luogo nella stessa giornata, la Commissione comunicherà la lista degli allievi ammessi alla prova orale e procederà all appello nominativo. Gli allievi che risultassero assenti saranno considerati rinunciatari ed equiparati agli allievi non ammessi. Per nessun motivo la prova orale può essere posticipata. Gli allievi ammessi al colloquio orale dovranno: i) esporre con proprietà di linguaggio tecnico ed in modo logicamente ordinato gli argomenti teorici oggetto di domanda o di discussione; ii) dimostrare di aver assimilato in maniera critica e cosciente (cioè non in modo meramente mnemonico) gli aspetti concettuali della disciplina La valutazione del colloquio orale terrà quindi analiticamente conto dei seguenti aspetti: i) livello e profondità di conoscenza dell argomento oggetto di domanda; ii) capacità di esporre in modo sintetico e chiaro; iii) capacità di organizzare logicamente l esposizione. Per il superamento dell esame l allievo dovrà avere riportato una valutazione sufficiente sia per la prova scritta che per la prova orale. Sarà attribuita una unica votazione che terrà pariteticamente conto sia della prova scritta sia della prova orale. Dopo aver preso atto della votazione attribuita, lo studente può: i) accettare la votazione attribuita, registrando contestualmente l esame; ii) non accettare la votazione e ripresentarsi in una successiva seduta, purché a distanza di almeno un mese; considerando che la valutazione è riferita globalmente alla prova scritta e al colloquio orale, l allievo dovrà sostenere di nuovo la prova scritta seguita dal colloquio orale; della votazione conseguita in occasione della non accettazione non verrà serbata memoria. Gli allievi che non hanno superato l esame, come pure coloro che non hanno accettato la votazione attribuita, potranno ritirare il proprio elaborato. Ulteriori dettagli sulla procedura d0esamen potranno essere dati negli avvisi relativi alle singole sedute, come pure all'inizio della prova. La prova scritta ha una durata massima massima complessiva di 2 ore. Tutti gli avvisi ed informazioni sul corso sono resi noti mediante inserimento nel sito www.elettrotecnica.unina.it. Vincenzo Coccorese Corso di Elettrotecnica (Ing. Informatica e biomed., univ. di CZ). aa /12 (programma definitivo) Pag. 8/8