ELETTROTECNICA - didattica

ET2MEC - ELETTROTECNICA APPLICATA (Ing. Meccanica e Gestionale)

• ELETTROTECNICA APPLICATA (6 CFU)
• Laurea in Ingegneria Meccanica e Gestionale
• a.a. 2016-2017, III anno, II semestre
• docenti: Giovanni Spagnuolo, Walter Zamboni
  

PRESENTAZIONE DEL CORSO A SCELTA: VEN 7 OTTOBRE 2016 ORE 11:30

• L'esame a scelta è rivolto principalmente agli studenti nel corso di laurea in Ing. MECCANICA e GESTIONALE, nonostante non compaia nell'offerta formativa di questi ultimi.

• Sia il corso di Elettrotecnica I (Ing. Meccanica) che il corso di Principi di Elettrotecnica e Automatica (Ing. Gestionale) garantiscono allo studente una sufficiente preparazione d'ingresso.

• La presentazione del corso si terrà nell'incontro di venerdì 7 ottobre 2016. Gli studenti interessati ad un incontro possono contattare (anche in gruppo) i docenti via posta elettronica.
  

Esami di Elettrotecnica II/Applicata

Gli interessati a sostenere l'esame di Elettrotecnica II in una delle sedute indicate devono:

1. prenotarsi all'appello corrispondente via ESSE3.
   
2. La prenotazione via ESSE3 non è sufficiente: gli studenti dovranno necessariamente prenotarsi ad una delle sedute inviando un e-mail ai docenti (gspagnuolo@unisa.it e wzamboni@unisa.it) con oggetto "PRENOTAZIONE ET2MEC" almeno 5 giorni prima della data scelta e attendere un riscontro dell'avvenuta prenotazione. Gli esami si terranno nelle seguenti date:

Appello di novembre 2016 (riservato agli studenti fuori corso)

• lunedì 7 novembre 2016, ore 14:30 aula 2 Fac. Lingue.
  

Non sono previste altre date.

Diario delle lezioni e riferimenti bibliografici

Lezione 1 del 3/3/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Introduzione. Leggi dell'elettromagnetismo nel vuoto e nei mezzi materiali, regola della mano destra e riferimenti. Campi E, B, H (e D), sorgenti ed effetti. Legge di Faraday: flusso concatenato con una linea chiusa, forza elettromotrice indotta. L'induttore in aria, induttanza. Legge di Ampère, esempi di calcolo di H in configurazioni notevoli. Avvolgimenti, flusso concatenato con un avvolgimento. Circuiti magnetici su ferro, riluttanza. Analisi di circuiti magnetici su ferro: circuiti magnetici su ferro, flusso alla sezione. Esempio di analisi di un un induttore su ferro (calcolo del flusso alla sezione del c.m.).
• RIFERIMENTI. [R] cap. 8, dispense sul sito del corso (circuiti magnetici)

Lezione 2 del 10/3/2016 (3 ore)

• ARGOMENTI. Circuiti magnetici. Forza magnetomotrice. Circuiti magnetici con traferri. Leggi di Hopkinson e analogia elettrica. Criteri per la determinazione del circuito elettrico analogo. Esempi di analisi di circuiti magnetici con più traferri e più avvolgimenti. Auto e e mutua induttanza di avvolgimenti, esempi di calcolo di configurazioni su ferro. Gli induttori accoppiati, caratteristica, convenzione dei puntini, potenza assorbita ed energia immagazzinata, condizioni di accoppiamento perfetto e non perfetto, coefficiente di accoppiamento.
• RIFERIMENTI. [R] cap. 8, [F] Appendice, cap. 2, dispense sul sito del corso (circuiti magnetici, circuiti accoppiati)

Lezione 3 del 17/3/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Richiami su materiali magnetici, magnetizzazione, classificazione dei materiali. Materiali ferromagnetici, curva di prima magnetizzazione, ciclo di isteresi, curva di media magnetizzazione, modelli non lineari di materiali magnetici. Circuiti magnetici su ferro: analisi e progetto di un elettromagnete. Progetto di un circuito magnetico con magnete permanente.
• RIFERIMENTI. [R] cap. 8, [F] Appendice, cap. 2, dispensa sul sito del corso (circuiti magnetici)

• ARGOMENTI. Metodi numerici per la soluzione di un'equazione non lineare: bisezione, punto fisso, Newton-Raphson. Esercitazione Matlab: sviluppo di un algoritmo per la soluzione di un'equazione non lineare assegnata. Assegnato l'Homework n. 1.
• RIFERIMENTI. [TV] Cap. 1, dispensa sul sito del corso (circuiti magnetici)

Lezione 4 del 31/3/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Analisi in frequenza. Segnali periodici e quasi periodici, serie trigonometrica di Fourier, sovrapposizione nel dominio del tempo, funzione di trasferimento (impedenza e ammettenza di trasferimento, funzioni adimensionali), diagrammi qualitativi. Zeri e poli, decibel, diagrammi asintotici di Bode. Esercizi di analisi di funzioni di trasferimento con Matlab. I circuiti visti come filtri: passa basso, passa alto, passa banda, taglia banda. Generalizzazione della funzione di trasferimento e introduzione alla trasformata di Laplace.
• RIFERIMENTI. [R] cap. 6. [AS] 14.3, 14.4 e (facoltativo) cap. 16 sulla trasformata di Laplace, M-file su serie di Fourier, funzioni di trasferimento e filtri (su questa pagina)

Lezione 5 del 7/4/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Esercitazione in aula con PC personali. Risoluzione di equazioni non lineari con il metodo di bisezione. Applicazioni a materiali magnetici (diagramma di una carratteristica implicita) e circuiti magnetici non lineari (analisi di un circuito magnetico non lineare).
• RIFERIMENTI. nessuno

Lezione 6 del 14/4/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Sistemi di accumulo energetico. Batterie. Storia, principi di funzionamento, parametri descrittivi, tipologie, applicazioni. Le batterie agli ioni di litio.
• RIFERIMENTI PRINCIPALI. [TAB]

Lezione 7 del 21/4/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Modellistica circuitale di batterie ricaricabili. Modelli statici (generatore ideale, generatore reale) e dinamici lineari e non lineari.
• RIFERIMENTI PRINCIPALI. Testo dell'homework n. 2.

• ARGOMENTI. Analisi numerica di circuiti dinamici. Metodi alle differenze finite: Eulero esplicito, Eulero implicito, metodo theta. Consistenza, stabilità e convergenza. Esempi in Matlab: circuito RC serie: risoluzione numerica con Eulero esplicito e implicito.
• RIFERIMENTI PRINCIPALI. [TV] cap. 1. 

Lezione 8 del 28/4/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. Batterie ricaricabili: stima dello stato di carica basata su modelli: i filtri, il filtro di Kalman, il filtro di Kalman esteso. Identificazione dei parametri: minimi quadrati.
• RIFERIMENTI. [P1] per la parte di stima dello stato (contiene anche un esempio di implementazione interessante e facilmente replicabile) e [P2] per la parte di identificazione. Gli articoli sono disponibili in area riservata.

• ARGOMENTI. Produzione, trasformazione statica, trasmissione, distribuzione dell'energia elettrica. Classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione di esercizio. Distribuzione dell'energia elettrica in BT: reti TT, TN e IT. Sovratensioni, sovracorrenti e criteri di protezione. Resistenza elettrica dell'uomo, pericolosità della corrente e della tensione. Protezione dei contatti diretti e indiretti. Impianti di terra, interruttori automatici e coordinamento delle protezioni . [NOTA: questi contenuti saranno completati nella prossima lezione].
  
• RIFERIMENTI. [R] cap. 11, [F] parte quarta, capp. 1 (cenni) e 2 (tutto).

Lezione 9 del 5/5/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. da definire
• RIFERIMENTI. da definire

Lezione 10 del XX/5/2016 (3 ore) - WZ

• ARGOMENTI. da definire
• RIFERIMENTI. da definire

Riferimenti bibliografici

[R] G. Rizzoni, Elettrotecnica - Principi e applicazioni 3/ed, McGraw-Hill 2013

[F] G. Fabricatore, Elettrotecnica e applicazioni. Reti, macchine, misure, impianti, Liguori Editore, 1995.

[TV] F. Trevisan, F. Villone, Modelli numerici per campi e circuiti, Editore SGE (Padova), 2003

[AS] AlexanderC. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, Circuiti elettrici, IV ed., McGraw-Hill, 2014

[TAB] M. Root, The TAB battery book, 2010

[P1] G. Plett, "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs. Part 1. Background", Journal of Power Sources, Vol. 134, pp. 252–261, 2004.

[P2] G. Plett, "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs. Part 2. Modeling and identification", Journal of Power Sources, Vol. 134, pp. 262–276, 2004.

F.A.Q.

• Le batterie sono in programma
• Le batterie non sono oggetto di verifica finale

DOMANDA: Le batterie vanno studiate?

RISPOSTA: Sì.