Ingegneria Elettronica

I. INTRODUZIONE AI CIRCUITI A COSTANTI CONCENTRATE DI TIPO ELETTRICO • Il problema del modellamento circuitale. • Leggi di Kirchhoff. • Componenti a più terminali. Definizione di porta. Il bipolo. • Proprietà generali dei componenti e dei circuiti: linearità, invarianza nel tempo, passività, causalità. • Relazioni costitutive degli elementi bipolari lineari e tempo invarianti. • Caratterizzazione degli elementi bipolari dal punto di vista energetico. Incongruenze associate agli elementi ideali. Circuiti equivalenti di bipoli reali. • Relazioni costitutive di elementi ideali due porte: generatori controllati, trasformatore ideale, nullore. II. ANALISI DI CIRCUITI SENZA MEMORIA • Il problema dell’analisi dei circuiti. • Nozioni di topologia: grafo orientato associato ad un circuito, maglia, taglio, albero, co-albero, maglie e tagli fondamentali. • Determinazione delle tensioni e delle correnti indipendenti di un circuito. • Matrici topologiche A e B. Verifica della proprietà fondamentale (B=-AT). • Principio di conservazione dell’energia. Teorema di Tellegen. • Analisi di circuiti resistivi con eccitazioni costanti nel tempo: metodi delle maglie e dei nodi. • Resistori serie e parallelo. Partitori di tensione e di corrente. III. ANALISI IN REGIME PERMANENTE SINUSOIDALE • Analisi di circuiti con memoria con eccitazioni variabili nel tempo. Esempi di circuiti del primo ordine. • Funzioni sinusoidali e loro rappresentazione tramite fasori. • Esempio di analisi in regime permanente sinusoidale. • Formulazione delle equazioni dei circuiti tramite fasori: leggi di Kirchhoff; relazioni costitutive. Impedenza e ammettenza. Circuito fittizio nel dominio dei fasori. • Metodo dei fasori e condizioni per la sua applicabilità.. • Metodo dei fasori nel caso di eccitazioni sinusoidali a frequenze diverse. • Potenza in regime permanente sinusoidale: potenza attiva, reattiva, complessa. • Espressioni esplicite della potenza attiva e reattiva assorbite dai componenti di un circuito. • Conservazione della potenza complessa e bilancio energetico di un circuito. • Rifasamento. IV. ANALISI DI CIRCUITI CON MEMORIA MEDIANTE LA TRASFORMATA DI LAPLACE • Trasformata di Laplace: definizione e proprietà. • Antitrasformata di funzioni razionali reali: sviluppo in frazioni parziali. • Applicazione della trasformata di Laplace alla soluzione di sistemi di equazioni integro-differenziali. • Metodo di Laplace per l'analisi di circuiti con memoria. V. FUNZIONI DI RETE E STABILITÀ • Funzioni di rete: definizione e proprietà. • Risposta impulsiva. Teorema della convoluzione. • Risposta libera e risposta forzata. • Stabilità dei circuiti e relazione con le proprietà delle funzioni di rete. • Risposta transitoria e risposta permanente. • Relazione tra il metodo dei fasori e il metodo della trasformata di Laplace. • Risposta in frequenza di un circuito. • Circuiti risonanti. VI. CARATTERIZZAZIONE ESTERNA DEI CIRCUITI • Teorema di sostituzione. Teorema di Thevenin. Teorema di Norton. • Rappresentazione esterna di reti N-porte: generalità. • Rappresentazioni comuni di reti 2-porte. • Connessioni delle reti 2-porte: serie-serie, parallelo-parallelo, cascata. Prove di validità delle connessioni. • Teorema del massimo trasferimento di potenza attiva.

Conoscenze di base di analisi matematica, algebra lineare ed elettromagnetismo.

G. Martinelli, M. Salerno, “Fondamenti di elettrotecnica”, Vol. I (2^Ed., 1995) e Vol. 2 (2^ Ed., 1996), Ed. Siderea, Roma.

La frequenza del corso è facoltativa anche se consigliata.

L'esame è organizzato in una prova scritta ed una orale.

Lo svolgimento del corso è di tipo tradizionale.