Insegnamento ELETTROMAGNETISMO E CIRCUITI ELETTRICI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria informatica ed elettronica |
|---|---|
| Codice insegnamento | A003141 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| CFU | 12 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 2 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
CIRCUITI ELETTRICI
| Codice | A003129 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Renzo Perfetti |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/31 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Introduzione all'analisi dei circuiti elettrici ed elettronici |
| Testi di riferimento | R. Perfetti, Circuiti Elettrici, Zanichelli, 2^ ed., 2013 |
| Obiettivi formativi | Conoscenza degli aspetti fondamentali della teoria dei circuiti lineari. Capacità di intuire e descrivere qualitativamente il funzionamento di circuiti semplici. Capacità di utilizzare le principali metodologie per l’analisi dei circuiti. |
| Prerequisiti | Analisi matematica I, Fisica I |
| Metodi didattici | Lezioni frontali |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova scritta della durata di due ore che consiste nella risoluzione di alcuni esercizi. |
| Programma esteso | Corrente, tensione. Leggi di Kirchhoff. Potenza. Conservazione della potenza. Resistore. Circuito aperto e corto circuito. Generatori indipendenti di tensione e di corrente. Partitori di tensione e di corrente. Combinazioni in serie e in parallelo di resistori. Combinazioni in serie e in parallelo di generatori indipendenti. Trasformazione dei generatori indipendenti. Teorema di Millman. Principio di sostituzione. Multipoli resistivi. Trasformazione stella-triangolo. Generatori controllati. Cenni al transistor bipolare. Amplificatore operazionale ideale. Analisi nodale. Linearità. Principio di sovrapposizione. Teoremi di Thevenin e Norton. Doppi bipoli resistivi: principali rappresentazioni. Condensatore e induttore: proprietà e combinazioni in serie e in parallelo. Integratore e derivatore. Circuiti RC e RL: equazione differenziale, proprietà della soluzione. Analisi sistematica di circuiti autonomi del primo ordine. Risposta di circuiti del primo ordine ad ingressi costanti a tratti. Circuiti RLC: equazione differenziale, proprietà della soluzione. Richiami sui numeri complessi. Rappresentazione di sinusoidi con i fasori. Risposta del circuito RC ad un ingresso sinusoidale. Analisi simbolica nel dominio dei fasori. Impedenza e ammettenza. Potenza in regime sinusoidale. Potenza istantanea, media, complessa. Valori efficaci. Conservazione della potenza complessa. Teorema di Boucherot. Rifasamento e massimo trasferimento di potenza attiva. Circuiti trifase. Trasformatore. Induttori accoppiati. Cenni alla sicurezza elettrica. Funzioni di rete nel dominio della frequenza. Risposta in ampiezza e fase. Filtri. Circuiti risonanti. |
FISICA II
| Codice | A003142 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Francesco Cottone |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Base |
| Ambito | Fisica e chimica |
| Settore | FIS/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Elettromagnetismo. Equazioni di Maxwell. Ottica fisica. |
| Testi di riferimento | Va bene qualsiasi testo universitario pensato per i corsi di laurea di fisica, matematica o ingegneria. Un possibile testo di livello adeguato è il seguente: Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica, Elettromagnetismo e Onde, EdiSes. |
| Obiettivi formativi | Comprensione dei principi fondamentali dell'elettromagnetismo. Applicazione di tali principi alla soluzione di problemi di notevole rilevanza pratica. |
| Prerequisiti | E' necessario aver acquisito familiarità con i contenuti dei corsi di Analisi Matematica I, Geometria e Fisica I. E' raccomandata anche la conoscenza degli argomenti di Analisi Matematica II. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali, sia di carattere teorico che volte alla risoluzione di esercizi. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova scritta della durata di 2 ore è volta alla verifica della capacità dello studente di risolvere esercizi e/o problemi di elettromagnetismo anche con riferimenti applicativi affini al corso specifico. Gli esercizi da svolgere saranno 3 e riguarderanno in particolare gli ambiti dell’elettrostatica, circuiti e fenomeni magnetici. La scelta di questi 3 principali ambiti è dovuta all’importanza della conoscenza dei fenomeni fondamentali dell’elettromagnetismo ed è volta alla verifica della capacità di problem solving e della completezza della preparazione dello studente. Nella stessa data o in data successiva (a scelta dello studente), seguirà una seconda prova scritta, della durata di un'ora, durante la quale saranno proposte domande di carattere generale sulle varie parti del programma a cui è necessario rispondere in forma aperta. Questa seconda prova serve come equivalente orale ed è volta a verificare la capacità dello studente di esporre in modo chiaro, conciso ed esaustivo gli argomenti del corso. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Forza di Coulomb. Campo elettrostatico. Teorema di Gauss. Potenziale elettrostatico e conservatività di E. Prima e terza equazione di Maxwell. Capacità elettrica e condensatori. Polarizzazione dei dielettrici. I vettori P e D. Campo magnetico. Forza di Lorentz e sue applicazioni. Forza su un conduttore percorso da corrente. Momento torcente su una spira. Principio di equivalenza di Ampere. Sorgenti del campo magnetico. Legge della circuitazione di Ampere. Seconda e quarta equazione di Maxwell. Proprietà magnetiche della materia. I campi H e M. Condizioni di raccordo dei campi alle interfacce. Cenni ai circuiti magnetici. Legge di Faraday e induzione elettromagnetica. Autoinduzione. Energia magnetica. Induzione mutua. Corrente di spostamento. Dalle equazioni di Maxwell alla equazione delle onde. Onde elettromagnetiche. Onde piane monocromatiche e spettro delle onde elettromagnetiche. Indice di rifrazione. Leggi di Snell e cenni a lenti e specchi. Interferenza di onde. Esperimento della doppia fenditura di Young. Diffrazione da più fenditure e reticolo di diffrazione. Aspetti corpuscolari della radiazione: i fotoni. |