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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE DEL PRODOTTO
Insegnamento
ELETTROTECNICA E MACCHINE ELETTRICHE
INL1000247, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE DEL PRODOTTO
IN2375, ordinamento 2017/18, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ELECTRICAL SCIENCE AND ELECTRIC MACHINES
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede VICENZA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile EMANUELE SARTORI
Altri docenti FABIO TINAZZI ING-IND/32

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-IND/31 6.0
CARATTERIZZANTE Ingegneria dell'automazione ING-IND/32 3.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 23/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base acquisite nei corsi di matematica e fisica. In particolare, è necessaria la conoscenza di: calcolo differenziale e integrale, numeri complessi, operatori vettoriali: rotore, gradiente, divergenza, leggi dei campi elettrici e magnetici.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso consente di acquisire le seguenti conoscenze ed abilità:
Prima parte: Elettrotecnica
1- Conoscere le proprietà fondamentali e metodologie per l’analisi dei circuiti e dispositivi elettrici, e saper modellare dispositivi elettrici tramite modelli circuitali semplificati
2- Conoscere le leggi dell’induzione magnetica, e la loro applicazione a circuiti magnetici
3- Conoscere i principi di funzionamento dei sistemi di produzione e distribuzione di energia elettrica, ed i sistemi di conversione dell’energia elettrica
4- Conoscere il funzionamento dei sistemi di protezione e sicurezza per le applicazioni civili e industriali dell’energia elettrica
5- Saper impiegare tecniche e metodologie di analisi elementari per l’analisi dei circuiti e dispositivi elettrici, ed i loro limiti di applicabilità;
6- Essere in grado di calcolare tensioni, correnti e potenze elettriche su componenti di dispositivi ed impianti elettrici.

Seconda parte: Macchine elettriche
1- Conoscenza del principio di funzionamento dei principali motori elettrici;
2- Comprensione della terminologia e del significato dei parametri che descrivono gli azionamenti elettrici;
3- Abilità nel leggere ed interpretare i cataloghi per la scelta degli azionamenti elettrici in applicazioni meccatroniche.
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze ed abilità attese si effettua con una prova scritta e una prova orale:
- La prova scritta si articola in due parti: nella prima si richiede di risolvere due esercizi numerici (due ore a disposizione), e nella seconda si richiede di rispondere a due domande aperte sugli argomenti di teoria (una ora a disposizione);
- La prova orale consiste in due domande aperte, con discussione alla lavagna.
Gli argomenti di teoria sui quali vertono le domande sono definiti durante il corso, e sia nella parte scritta che orale, saranno una sugli argomenti di elettrotecnica ed una sul programma di macchine elettriche. Il voto finale viene espresso dopo l’esame orale, a partire dal voto dello scritto e sulla base del risultato della verifica orale.
Criteri di valutazione: 1- Abilità e correttezza concettuale della procedura di soluzione degli esercizi applicativi;
2- Correttezza dei risultati numerici ottenuti nella soluzione degli esercizi applicativi;
3- Completezza delle conoscenze acquisite
4- Correttezza concettuale nelle descrizioni del funzionamento e problematiche dei dispositivi elettrici
5- Proprietà terminologica nelle descrizioni del funzionamento e problematiche dei dispositivi elettrici
6- Completezza delle conoscenze teoriche acquisite nella comprensione dei principi di generazione di coppia nei diversi motori
7- Capacità di discutere le equazioni fondamentali delle macchine elettriche e i modelli a blocchi che le rappresentano
8- Capacità espositive e rigorosità nella trattazione ed esposizione delle tematiche.
Contenuti: Prima parte: Elettrotecnica (ING-IND/31, 6 CFU)
Reti di bipoli generici: misure di tensione e corrente, nodi, maglie, potenza elettrica, wattmetro. Formulazione delle leggi di Kirchhoff (LKC, LKT) in maniera sistematica. Conservazione delle potenze. Bipoli lineari e non-lineari, Resistori, Induttori, Condensatori, Diodi, Generatori ideali e reali.
Reti di bipoli lineari in regime stazionario: serie e parallelo, partitore di tensione e di corrente,. Analisi delle reti lineari: sovrapposizione degli effetti, generatori equivalenti di Thévenin e Norton.
Reti in regime sinusoidale, fasori di tensione e di corrente (trasformata di Steinmetz). Misure in regime sinusoidale. Impedenza, ammettenza. Leggi di Kirchhoff in forma simbolica. Potenza elettrica: istantanea, attiva, apparente, reattiva, fattore di potenza. Conservazione delle potenze. Risonanza serie e parallelo.
Reti trifase, tensione stellata e concatenata, schema equivalente monofase, misure di potenza. Compensazione della potenza reattiva.
Induzione magnetica. Leggi del campo magnetico (Faraday-Henry-Neumann. Ampère e Gauss) in presenza di materiali ferromagnetici, cicli di isteresi. Induttori, carica e scarica, energia magnetica. Mutui induttori, energia magnetica. Circuiti magnetici. Energia e forza nei circuiti magnetici.
Trasformatori: circuiti equivalenti, funzionamento a carico, caduta di tensione (diagramma di Kapp)perdite e rendimento.
Correnti indotte, riscaldamento ad induzione per i trattamenti termici dei metalli.
Campo magnetico rotante.
Struttura del sistema di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica.
Protezione dai guasti e sicurezza elettrica. Contatti diretti e indiretti, Impianto di terra. Protezione magneto-termica e differenziale, sistema TT per la protezione delle persone e degli impianti.
Convertitori statici, componenti a semiconduttore non controllabili e controllabili, schemi di base della conversione AC/DC e DC/AC.

Seconda parte: Macchine elettrici (ING-IND/32, 3 CFU)
Definizione di macchina elettrica dinamica. Classificazione dei motori, aspetti di costo, efficienza, prestazioni. Quadranti di lavoro, frenatura.
Principio di funzionamento del motore in corrente continua. Aspetti costruttivi dei motori c.c., con prototipi sezionati. Analisi di un catalogo commerciale.
Motore sincrono a magneti permanenti e brushless DC. Criteri di scelta e funzionamento in orientamento di campo. Studio ed interpretazione di un catalogo americano. Osservazione di prototipi sezionati.
Motori asincroni, principio di funzionamento. Equazioni di tensione e di coppia in regime permanente. Il controllo scalare, la tecnica Volt/Hertz. Studio di dati da cataloghi.
Motori a passo. Principio di funzionamento, tipologie presenti sul mercato, analisi di cataloghi commerciali.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le attività prevedono ore di lezione frontali alla lavagna o con il supporto di slides powerpoint, durante le quali si coprono tutti gli argomenti che vengono richiesti all’esame. Si dedicheranno ore di lezione allo svolgimento di esercizi in cui si applicano le tecniche di soluzione di circuiti.
Il corso è tenuto da tre docenti (E.Sartori, G. Chitarin, F. Tinazzi) che coprono le diverse competenze e settori disciplinari del corso.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Tutto il materiale didattico presentato durante le lezioni frontali è reso disponibile sulla piattaforma moodle.
Testi di riferimento:
  • G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella, Elettrotecnica 1 - Principi. Bologna: Esculapio, 2017. Cerca nel catalogo
  • G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella, Elettrotecnica 2 - Applicazioni. Bologna: Esculapio, 2018. Cerca nel catalogo
  • A. Hughes e B. Drury, Electric motors and drives: fundamentals, types and applications - 4th edition. Amsterdam: Elsevier, 2013. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Quiz o test a correzione automatica per feedback periodico o per esami
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • google form

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture