(i) Il corso ha l’obiettivo di presentare i principi e le metodologie necessarie alla trattazione delle problematiche proprie delle applicazioni elettriche con particolare riferimento a quelle delle macchine e degli impianti elettrici.
(ii) Lo studente acquisirà le competenze necessarie alla scelta ed all’ impiego sia delle più comuni macchine elettriche utilizzate nei sistemi elettrici industriali sia dei componenti base degli impianti elettrici utilizzati in ambito industriale e civile.
(ii) Lo studente acquisirà le competenze necessarie alla scelta ed all’ impiego sia delle più comuni macchine elettriche utilizzate nei sistemi elettrici industriali sia dei componenti base degli impianti elettrici utilizzati in ambito industriale e civile.
scheda docente materiale didattico
Richiami su Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella, teorema di Millman, teorema di Thevenin, teorema di Norton, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Richiami su Campo Elettrico: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Richiami su Campo magnetico: flusso e induzione, induttanza, transitori di carica e scarica di un induttore, energia del campo magnetico, mutua induzione, forze elettromagnetiche, forze elettrodinamiche, curva di magnetizzazione, isteresi magnetica, correnti parassite, forza magneto-motrice, riluttanza.
Circuiti Monofase in Regime Sinusoidale
Generalità sulla corrente alternata e sua rappresentazione: relazione di fase, somma e differenza, valore efficace e valore medio, rappresentazione simbolica, circuiti R-L, circuiti R-C, collegamento di impedenze in serie e in parallelo, ammettenza, circuiti risonanti. Potenze: potenza istantanea e potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di potenza, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea monofase. Rifasamento.
Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea trifase. Rifasamento nei sistemi trifase.
Strumenti e Metodi di Misura delle Grandezze Elettriche
Strumenti e metodi per la misura di corrente, tensione, potenza attiva, fattore di potenza e energia nei circuiti monofase e trifase.
Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, proprietà dei materiali magnetici, caratteristiche costruttive, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione dei trasformatori, variazione della tensione da funzionamento a vuoto a funzionamento a carico, funzionamento di trasformatori in parallelo, cenni sull’autotrasformatore.
Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante, principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione di una macchina a induzione, espressione della coppia e caratteristica meccanica.
Macchina Sincrona
Cenni su principio di funzionamento e reazione di indotto, circuito equivalente di Behn Eschemburg, espressione della coppia e caratteristica meccanica, cenni su perdite e rendimento, manovra di parallelo di un generatore sincrono e regolazione del carico.
Impianti Elettrici Industriali
Componenti e sistemi utilizzati negli impianti di generazione, trasporto e distribuzione della potenza elettrica; protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; cabine di distribuzione in bt; impianti di rifasamento; dimensionamento di impianti utilizzatori in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione.
Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra; sicurezza degli impianti elettrici e apparecchiature per la protezione dai contatti indiretti.
G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 1 - Principi - Società Editrice Esculapio
G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
F. Iliceto, S. Rosati - Impianti di distribuzione dell'energia elettrica - Edizioni Efesto
Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame. - http://moodle1.ing.uniroma3.it
Programma
Richiami sui Circuiti in Regime ContinuoRichiami su Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella, teorema di Millman, teorema di Thevenin, teorema di Norton, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Richiami su Campo Elettrico: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Richiami su Campo magnetico: flusso e induzione, induttanza, transitori di carica e scarica di un induttore, energia del campo magnetico, mutua induzione, forze elettromagnetiche, forze elettrodinamiche, curva di magnetizzazione, isteresi magnetica, correnti parassite, forza magneto-motrice, riluttanza.
Circuiti Monofase in Regime Sinusoidale
Generalità sulla corrente alternata e sua rappresentazione: relazione di fase, somma e differenza, valore efficace e valore medio, rappresentazione simbolica, circuiti R-L, circuiti R-C, collegamento di impedenze in serie e in parallelo, ammettenza, circuiti risonanti. Potenze: potenza istantanea e potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di potenza, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea monofase. Rifasamento.
Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea trifase. Rifasamento nei sistemi trifase.
Strumenti e Metodi di Misura delle Grandezze Elettriche
Strumenti e metodi per la misura di corrente, tensione, potenza attiva, fattore di potenza e energia nei circuiti monofase e trifase.
Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, proprietà dei materiali magnetici, caratteristiche costruttive, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione dei trasformatori, variazione della tensione da funzionamento a vuoto a funzionamento a carico, funzionamento di trasformatori in parallelo, cenni sull’autotrasformatore.
Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante, principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione di una macchina a induzione, espressione della coppia e caratteristica meccanica.
Macchina Sincrona
Cenni su principio di funzionamento e reazione di indotto, circuito equivalente di Behn Eschemburg, espressione della coppia e caratteristica meccanica, cenni su perdite e rendimento, manovra di parallelo di un generatore sincrono e regolazione del carico.
Impianti Elettrici Industriali
Componenti e sistemi utilizzati negli impianti di generazione, trasporto e distribuzione della potenza elettrica; protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; cabine di distribuzione in bt; impianti di rifasamento; dimensionamento di impianti utilizzatori in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione.
Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra; sicurezza degli impianti elettrici e apparecchiature per la protezione dai contatti indiretti.
Testi Adottati
Testi Consigliati G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 1 - Principi - Società Editrice Esculapio
G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
F. Iliceto, S. Rosati - Impianti di distribuzione dell'energia elettrica - Edizioni Efesto
Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame. - http://moodle1.ing.uniroma3.it
Modalità Erogazione
Lezioni frontali orientate alla risoluzione di problemi pratici a partire da richiami di teoria (Problem-based learning). In particolare le lezioni frontali e materiale didattico reso disponibile sulla piattaforma Moodle di ateneo sono finalizzate alla conoscenza dei principi dell'elettrotecnica e delle loro applicazioni, specialmente in campo industriale e domestico. Le esercitazioni di calcolo proposte sono finalizzate a sviluppare la capacità di risolvere semplici problemi di ingegneria elettrica quali: scelta di componenti e apparecchiature, dimensionamento di componenti e sistemi elettrici, calcoli preliminari delle prestazioni, ecc.Modalità Frequenza
La frequenza alle lezioni frontali e alle esercitazioni di calcolo, sebbene non obbligatoria, è fortemente raccomandata.Modalità Valutazione
“Nel periodo di emergenza COVID-19 l’esame di profitto sarà svolto secondo quanto previsto all’art.1 del Decreto Rettorale n°. 703 del 5 maggio 2020”. La valutazione finale, espressa con un voto in trentesimi, è determinata dai risultati ottenuti in una prova scritta e in una prova orale. La prova scritta consiste nella risoluzione numerica di quesiti relativi alle diverse tematiche affrontate dal corso quali la risoluzione di circuiti elettrici in regime stazionario in corrente continua o in corrente alternata, monofase o trifase, la determinazione delle condizioni di esercizio di macchine elettriche sottoposte a specificate condizioni di carico, il calcolo delle condizioni operative di impianti elettrici di distribuzione. La prova orale consiste in un colloquio nel quale sono discusse le diverse problematiche applicative presentate nelle lezioni frontali del corso.