LABORATORIO DI ELETTROMAGNETISMO E CIRCUITI

Obiettivi formativi

OBIETTIVI GENERALI: L’obiettivo del corso è sia lo studio della teoria dei circuiti elettrici e degli elementi circuitali più comuni, che l’acquisizione della capacità di utilizzo ottimale degli strumenti di base per le misure elettriche: generatori di tensione e corrente, multimetro e oscilloscopio. OBIETTIVI SPECIFICI: A - Conoscenza e capacità di comprensione OF 1) Conoscere la teoria dei circuiti in corrente continua OF 2) Conoscere la teoria dei circuiti in corrente alternata OF 3) Conoscere la teoria delle misure elettriche B – Capacità applicative OF 4) Saper risolvere semplici problemi con circuiti in corrente continua e in corrente alternata OF 5) Essere in grado di eseguire misure di tensione, corrente e resistenze (multimetri) OF 6) Essere in grado di eseguire misure all’oscilloscopio di tempi, tensioni e fasi di segnali OF 7) Saper valutare e correggere gli effetti sistematici indotti dagli strumenti di misura C - Autonomia di giudizio OF 8) Avere la capacità di valutare il miglior modo di eseguire una misura di tipo elettrico D – Abilità nella comunicazione OF 9) Saper comunicare per iscritto il risultati del proprio lavoro sperimentale OF 10) Saper discutere le caratteristiche e funzionalità di semplici circuiti elettrici E - Capacità di apprendere OF 11) Avere la capacità di consultare i manuali degli strumenti di misura OF 12) Essere in grado di consultare i datasheet dei componenti elettrici

Canale 1
PAOLO GAUZZI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Elementi di teoria dei circuiti Corrente elettrica e tensione. Legge di Ohm. Legge di Joule. Ipotesi nella definizione di circuito elettrico. Leggi di Kirchhoff. Potenza. Resistori. Corto circuito e circuito aperto. Generatori ideali. Circuiti ad una maglia – partitore di tensione. Circuito a due nodi – partitore di corrente. Combinazioni di resistori. Resistenza equivalente. Combinazione di generatori indipendenti. Principio di sostituzione. Analisi nodale. Linearita’ e sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Metodi per ricavare la resistenza equivalente. Generatori reali. Condensatore ed induttore. Combinazione in serie e parallelo di condensatori ed induttori. Circuiti del primo ordine RC ed RL autonomi e con ingressi costanti a tratti. Risposta transitoria e risposta permanente. Circuiti del secondo ordine RLC. Richiami delle funzioni periodiche e complesse. Analisi in regime sinusoidale. Metodo simbolico. Legge di Ohm e di Kirchhoff in regime sinusoidale. Risposta in frequenza. Studio dei circuiti RC, RL e RLC in regime sinusoidale. Potenza in regime sinusoidale. Il diodo a stato solido: curva caratteristica. Uso del diodo come elemento non lineare passivo in circuiti limitatori e raddrizzatori. Propagazione di un segnale elettrico in un cavo coassiale. La linea di trasmissione. Impedenza caratteristica. Coefficiente di riflessione. Attenuazione. Fenomenologia nella propagazione di onde quadre. Metodi di misura Strumenti a bobina mobile. Strumento universale e suo uso per misure di corrente, tensione, resistenza. Resistenze di Shunt. Perturbazioni indotte dagli strumenti sulle misure. Ponte di Wheatstone. Uso del multimetro digitale. Misure di potenza elettrica. Uso dell’oscilloscopio a raggi catodici. Misure di frequenza e sfasamento. Esercitazioni di laboratorio 1) Circuiti resistivi in corrente continua. 2) Uso dell'oscilloscopio. Circuiti del primo ordine RC e CR. 3) Studio di circuiti del primo ordine RC e CR in regime sinusoidale 4) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale. 5) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime impulsivo. 6) Semplici circuiti con il diodo a giunzione PN. 7) Linea di trasmissione.
Prerequisiti
Analisi matematica, come acquisita nel biennio della laurea di primo livello.
Testi di riferimento
R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli Ed. Dispense ed altro materiale didattico distribuito durante il corso
Modalità insegnamento
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
Frequenza
Solo la frequenza delle esercitazioni di laboratorio e' obbligatoria per poter sostenere l'esame.
Modalità di esame
L'esame consiste in un colloquio sui temi più rilevanti illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente/la studentessa deve essere in grado di esporre ed analizzare in dettaglio il funzionamento di semplici circuiti elettrici. Allo/a studente/studentessa verrà richiesto di applicare i metodi appresi, in esercizi o ad esempi e situazioni simili a quelle discusse durante il corso. Nella valutazione si tiene conto di: - correttezza e completezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - attitudine nel problem solving (metodo e risultati). Nella valutazione viene inoltre presa in considerazione l'esercitazione individuale di laboratorio (obbligatoria) e la prova scritta di esonero facoltativa.
Bibliografia
Mencuccini, Silvestrini, Fisica II, Liguori Ed. Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica Vol.II, Ed. Edises J. Millman, Circuiti e sistemi microelettronici, Bollati Boringhieri Ed.
Modalità di erogazione
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
PAOLA LEACI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Circuiti elementari in corrente continua con resistori e generatori ideali di tensione e di corrente. Legge di Ohm. Leggi di Kirchhoff. Potenza e Legge di Joule. Partitori di tensione e di corrente. Ponte di Wheatstone. Linearità e principio di sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Generatori reali. Multimetro analogico e digitale. Perturbazioni prodotte nelle misure di tensione e corrente. Condensatore e induttore. Generatore di segnali a onda quadra e sinusoidali. Uso dell'oscilloscopio. Misure di ampiezze, periodi e sfasamenti. Risposta di circuiti RC, RL e RCL a segnali di onda quadra e in regime sinusoidale. Fenomeno delle oscillazioni smorzate e forzate. Metodo simbolico e analisi di circuiti lineari in regime sinusoidale. Filtri passa alto, passa basso e passa banda. Il diodo a stato solido come elemento non lineare passivo: curva caratteristica e modelli approssimati. Uso del diodo in circuiti limitatori e raddrizzatori. Linea di trasmissione. Equazione dei telegrafisti. Impedenza caratteristica, velocità di propagazione e attenuazione. Adattamento e riflessioni nel caso di linea disadattata. Fenomenologia nella propagazione di onde quadre. Esercitazioni di laboratorio. (1) Misure in corrente continua o debolmente variabile nel tempo. (2 e 3) Uso dell'oscilloscopio e studio di circuiti RC e CR alimentati con segnali a onda quadra e sinusoidali. (4 e 5) Studio di circuito RCL alimentati con segnali di onda quadra e sinusoidali. (6) Semplici circuiti con diodi. (7) Linea di trasmissione.
Prerequisiti
Risulta molto importante possedere una conoscenza adeguata dell’algebra vettoriale, delle derivate ed integrali.
Testi di riferimento
Fisica - Elettromagnetismo e ottica, C. Mencuccini, V. Silvestrini, Casa Editrice Ambrosiana Circuiti Elettrici, R. Perfetti, Zanichelli
Frequenza
In presenza
Modalità di esame
L' esame consiste in una esercitazione individuale in laboratorio valutata e in una prova orale. Il superamento della prova pratica non è vincolante per presentarsi all' orale (ma la valutazione ottenuta è comunque considerata nella valutazione complessiva). L' orale verterà sia sul programma trattato a lezione, sia sulle relazioni relative alle misure eseguite in laboratorio. La prova orale consiste in domande sugli argomenti del programma. In alternativa, nel caso di superamento di due esoneri sugli argomenti trattati a lezione e sulle misure eseguite, la prova orale consiste nell'esposizione di una relazione assegnata su misure prese durante una delle esperienze, a partire dalla quale saranno fatte domande a questa connesse.
Modalità di erogazione
Esercitazioni in laboratorio
Canale 2
SILVIA MASI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Elementi di teoria dei circuiti Corrente elettrica e tensione. Legge di Ohm. Legge di Joule. Ipotesi nella definizione di circuito elettrico. Leggi di Kirchhoff. Potenza. Resistori. Corto circuito e circuito aperto. Generatori ideali. Circuiti ad una maglia – partitore di tensione. Circuito a due nodi – partitore di corrente. Combinazioni di resistori. Resistenza equivalente. Combinazione di generatori indipendenti. Principio di sostituzione. Cenni di analisi nodale. Linearita’ e sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Metodi per ricavare la resistenza equivalente. Generatori reali. Condensatore ed induttore. Combinazione in serie e parallelo di condensatori ed induttori. Circuiti del primo ordine RC ed RL autonomi e con ingressi costanti a tratti. Risposta transitoria e risposta permanente. Circuiti del secondo ordine RLC. Richiami delle funzioni periodiche e complesse. Analisi in regime sinusoidale. Metodo simbolico. Legge di Ohm e di Kirchhoff in regime sinusoidale. Risposta in frequenza. Studio dei circuiti RC, RL e RLC in regime sinusoidale. Potenza in regime sinusoidale. Il diodo a stato solido: curva caratteristica. Uso del diodo come elemento non lineare passivo in circuiti limitatori e raddrizzatori. Cenni al funzionamento del transistor. Propagazione di un segnale elettrico in un cavo coassiale. La linea di trasmissione. Impedenza caratteristica. Coefficiente di riflessione. Attenuazione. Fenomenologia nella propagazione di onde quadre. Metodi di misura Strumenti a bobina mobile. Strumento universale e suo uso per misure di corrente, tensione, resistenza. Resistenze di Shunt. Perturbazioni indotte dagli strumenti sulle misure. Metodo voltamperometrico. Ponte di Wheatstone. Uso del multimetro digitale. Misure di potenza elettrica. Uso dell’oscilloscopio a raggi catodici. Misure di frequenza e sfasamento. Esercitazioni di laboratorio 1) Circuiti resistivi in corrente continua. 2) Uso dell'oscilloscopio. Circuiti del primo ordine RC e CR. 3) Studio di circuiti del primo ordine RC e CR in regime sinusoidale 4) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale. 5) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale ed impulsivo. 6) Semplici circuiti con il diodo a giunzione PN. 7) Linea di trasmissione.
Prerequisiti
Analisi matematica, come acquisita nel biennio della laurea di primo livello.
Testi di riferimento
R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli Ed. Dispense ed altro materiale didattico distribuito durante il corso Per consultazione ed approfondimenti: Mencuccini, Silvestrini, Fisica II, Liguori Ed. oppure Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica Vol.II, Ed. Edises
Modalità insegnamento
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
Frequenza
La frequenza delle lezioni in aula e' facoltativa. La frequenza delle esercitazioni di laboratorio e' invece obbligatoria
Modalità di esame
Prova orale L'esame consiste in un colloquio sui temi più rilevanti illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente/la studentessa deve essere in grado di esporre ed analizzare in dettaglio il funzionamento di semplici circuiti elettrici. Allo/a studente/studentessa verrà richiesto di applicare i metodi appresi in esercizi o ad esempi e situazioni simili a quelle discusse durante il corso. Nella valutazione si tiene conto di: - correttezza e completezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - attitudine nel problem solving (metodo e risultati). Nella valutazione viene inoltre presa in considerazione l'esercitazione individuale di laboratorio (obbligatoria) e la prova scritta di esonero facoltativa.
Bibliografia
R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli Ed. Dispense ed altro materiale didattico distribuito durante il corso Per consultazione ed approfondimenti: Mencuccini, Silvestrini, Fisica II, Liguori Ed. oppure Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica Vol.II, Ed. Edises
Modalità di erogazione
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
FRANCESCO SALEMI Scheda docente
ALESSANDRO COPPOLECCHIA Scheda docente
Canale 3
ANTONIO DI DOMENICO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Elementi di teoria dei circuiti Corrente elettrica e tensione. Legge di Ohm. Legge di Joule. Ipotesi nella definizione di circuito elettrico. Leggi di Kirchhoff. Potenza. Resistori. Corto circuito e circuito aperto. Generatori ideali. Circuiti ad una maglia – partitore di tensione. Circuito a due nodi – partitore di corrente. Combinazioni di resistori. Resistenza equivalente. Combinazione di generatori indipendenti. Principio di sostituzione. Cenni di analisi nodale. Linearita’ e sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Metodi per ricavare la resistenza equivalente. Generatori reali. Condensatore ed induttore. Combinazione in serie e parallelo di condensatori ed induttori. Circuiti del primo ordine RC ed RL autonomi e con ingressi costanti a tratti. Risposta transitoria e risposta permanente. Circuiti del secondo ordine RLC. Richiami delle funzioni periodiche e complesse. Analisi in regime sinusoidale. Metodo simbolico. Legge di Ohm e di Kirchhoff in regime sinusoidale. Risposta in frequenza. Studio dei circuiti RC, RL e RLC in regime sinusoidale. Potenza in regime sinusoidale. Il diodo a stato solido: curva caratteristica. Uso del diodo come elemento non lineare passivo in circuiti limitatori e raddrizzatori. Propagazione di un segnale elettrico in un cavo coassiale. La linea di trasmissione. Impedenza caratteristica. Coefficiente di riflessione. Attenuazione. Fenomenologia nella propagazione di onde quadre. Metodi di misura Strumenti a bobina mobile. Strumento universale e suo uso per misure di corrente, tensione, resistenza. Resistenze di Shunt. Perturbazioni indotte dagli strumenti sulle misure. Ponte di Wheatstone. Uso del multimetro digitale. Misure di potenza elettrica. Uso dell’oscilloscopio a raggi catodici. Misure di frequenza e sfasamento. Esercitazioni di laboratorio 1) Circuiti resistivi in corrente continua. 2) Uso dell'oscilloscopio. Circuiti del primo ordine RC e CR. 3) Studio di circuiti del primo ordine RC e CR in regime sinusoidale 4) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale. 5) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime impulsivo. 6) Semplici circuiti con il diodo a giunzione PN. 7) Linea di trasmissione.
Prerequisiti
a) Analisi matematica, come acquisita nel biennio della laurea di primo livello.
Testi di riferimento
R. Perfetti, Circuiti elettrici, Zanichelli Ed. Dispense ed altro materiale didattico distribuito durante il corso Per consultazione ed approfondimenti: Mencuccini, Silvestrini, Fisica II, Liguori Ed. oppure Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica Vol.II, Ed. Edises
Modalità insegnamento
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
Frequenza
La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata. La frequenza alle esercitazioni di laboratorio è obbligatoria.
Modalità di esame
L'esame consiste in un colloquio sui temi più rilevanti illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente/la studentessa deve essere in grado di esporre ed analizzare in dettaglio il funzionamento di semplici circuiti elettrici. Allo/a studente/studentessa verrà richiesto di applicare i metodi appresi, in esercizi o ad esempi e situazioni simili a quelle discusse durante il corso. Nella valutazione si tiene conto di: - correttezza e completezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - attitudine nel problem solving (metodo e risultati). Nella valutazione viene inoltre presa in considerazione l'esercitazione individuale di laboratorio (obbligatoria) e la prova scritta di esonero facoltativa.
Modalità di erogazione
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
GIULIO D'AGOSTINI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Corrente elettrica e tensione. Legge di Ohm. Legge di Joule. Leggi di Kirchhoff. Potenza. Resistori. Generatori ideali. Circuiti ad una maglia – partitore di tensione. Circuito a due nodi – partitore di corrente. Principio di sostituzione. Linearita’ e sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Generatori reali. Condensatore ed induttore. Circuiti del primo ordine RC ed RL. Risposta transitoria e risposta permanente. Circuiti del secondo ordine RLC. Analisi in regime sinusoidale. Metodo simbolico. Legge di Ohm e di Kirchhoff in regime sinusoidale. Risposta in frequenza. Studio dei circuiti RC, RL e RLC in regime sinusoidale. Potenza in regime sinusoidale. Il diodo a stato solido: curva caratteristica. Uso del diodo come elemento non lineare passivo in circuiti limitatori e raddrizzatori. LED. Propagazione di un segnale elettrico in un cavo coassiale. La linea di trasmissione. Impedenza caratteristica. Coefficiente di riflessione. Attenuazione. Fenomenologia nella propagazione di onde quadre. Strumenti a bobina mobile. Strumento universale e suo uso per misure di corrente, tensione, resistenza. Resistenze di Shunt. Perturbazioni indotte dagli strumenti sulle misure. Metodo voltamperometrico. Ponte di Wheatstone. Uso del multimetro digitale. Misure di potenza elettrica. Uso dell’oscilloscopio a raggi catodici e digitale. Misure di frequenza e sfasamento. Esercitazioni di laboratorio 1) Circuiti resistivi in corrente continua. 2) Uso dell'oscilloscopio. Circuiti del primo ordine RC e CR. 3) Circuiti del primo ordine RC e CR in regime sinusoidale. 4) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale. 5) Studio di filtri e circuiti risonanti in regime sinusoidale ed impulsivo. 6) Semplici circuiti con il diodo a giunzione PN. 7) Linea di trasmissione.
Prerequisiti
a) Analisi matematica, come acquisita nel biennio della laurea di primo livello.
Testi di riferimento
C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica 2, Liguori Editore G. D'Agostini, Dispense del corso
Modalità insegnamento
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
Frequenza
La frequenza alle esercitazioni è obbligatoria.
Modalità di esame
L'esame consiste in un colloquio sui temi più rilevanti illustrati nel corso. Per superare l'esame lo studente/la studentessa deve essere in grado di esporre ed analizzare in dettaglio il funzionamento di semplici circuiti elettrici. Nella valutazione si tiene conto di: - correttezza e completezza dei concetti esposti; - chiarezza e rigore espositivo; - capacità di sviluppo analitico della teoria; - attitudine nel problem solving (metodo e risultati). Nella valutazione viene inoltre presa in considerazione l'esercitazione individuale di laboratorio (obbligatoria) e la prova scritta di esonero facoltativa.
Modalità di erogazione
Lezioni frontali in aula per quanto riguarda la conoscenza della di base della teoria dei circuiti elettrici. Esercitazioni di laboratorio per imparare a usare la strumentazione di base e per essere in grado di realizzare semplici circuiti elettrici e di studiarne il comportamento. Le esercitazioni di laboratorio si svolgono in gruppi di due o tre studenti. L'ultima esercitazione e' invece individuale.
  • Codice insegnamento1022852
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoFisica
  • CurriculumFisica
  • Anno2º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDFIS/01
  • CFU6
  • Ambito disciplinareSperimentale e applicativo