Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I089] - ELETTROTECNICAELECTROTECHNICS
Stefania CECCHI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT02] INGEGNERIA BIOMEDICA First Cycle Degree (3 years) - [IT02] BIOMEDICAL ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/31 - ELETTROTECNICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenze matematiche di base (Analisi 1, Analisi 2, Geometria o equivalenti), conoscenze di base di Elettromagnetismo.

Mathematical knowledge (Math1, Math2, Linear Algebra or equivalent), basic Electromagnetic knowledge


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni frontali, 72 ore divise in
• Lezioni di Teoria, 52 ore
• Esercizi, 20 ore

Frontal lecture, 72 hours divided as
• Theory lessons, 52 hours
• Exercises, 20 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento mira a far conoscere e comprendere la teoria dei circuiti applicata ai circuiti elettrici a costanti concentrate lineari e stazionari, ed in particolare a saper analizzare il comportamento di tali circuiti sia in transitorio che a regime, a calcolarne potenze ed energie, e a far conoscere le nozioni fondamentali relative ad un impianto elettrico per uso sanitario e a valutarne le sue specifiche progettuali.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente dovrà saper analizzare nella pratica circuiti a tempo continuo non direzionali, con particolare riferimento a quelli elettrici a costanti concentrate lineari e stazionari, e di interpretarne e definirne le caratteristiche. Tale capacità si esprimerà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali:
1) la capacità di utilizzare i principali metodi di analisi circuitale (maglie, nodi);
2) la capacità di analizzare parti del circuito accessibili da una o più porte e di comprenderne le interazioni;
3) la capacità di calcolare la risposta del circuito nel dominio del tempo, in quello di Laplace ed in quello della frequenza;
4) la capacità di calcolare potenze ed energie nei componenti del circuito;
5) la capacità di analizzare e comprendere i più comuni impianti elettrici per uso sanitario.


Competenze trasversali.

Lo studente svilupperà in generale anche le seguenti competenze trasversali: capacità di utilizzare strumenti matematici in un contesto applicativo, capacità di modellare un fenomeno anche non elettromagnetico mediante l’approccio circuitale, capacità di affrontare un problema di analisi di un sistema complesso mediante lo studio di sottosistemi più semplici interagenti fra loro. L’esecuzione in un tempo stabilito di esercizi di analisi circuitale non guidati contribuirà a migliorare sia il grado di autonomia di giudizio che la capacità di sintesi e di comunicazione dei risultati. La grande variabilità delle configurazioni circuitali possibili forzerà lo studente a sviluppare una migliore capacità di apprendimento e di analisi in autonomia.


Knowledge and Understanding.

To know and understand basic circuit theory concepts, applied to lumped linear time-invariant electrical circuits. In particular, to be able to analyze transient and steady state responses of these circuits, to compute powers and energies, to know fundamentals of electrical circuits in biomedical applications.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The student will be able to analyse in practice continuous-time nondirectional circuits with particular reference to lumped linear time invariant electrical circuits. Therefore, he will acquire the following main skills:
1. ability to use standard circuit analysis methods (nodal, loop);
2. ability to analyse 1-, 2- or multi port sub-circuits and their interactions inside the circuit;
3. ability to compute circuit responses in the time domain, Laplace domain and frequency domain;
4. ability to compute powers and energies in circuits;
5. ability to evaluate electrical circuits in biomedical applications.


Transversal Skills.

The student will acquire also the following general skills: the ability to use mathematical tools in a real world application field, the ability to model EM or non- EM phenomenon with the circuit theory approach, the ability to analyse a complex system as a set of interacting subsystems. The time constrained circuit analysis tests will contribute to make better judgements and to strengthen the ability to synthetize and communicate the obtained results. The large number of possible circuit schemes will force the student to develop better autonomous learning and analysis skills.



PROGRAMMA PROGRAM

Introduzione alla teoria dei circuiti
Circuiti a costanti concentrate di tipo elettrico lineari e permanenti: introduzione al modello, proprietà generali dei componenti e dei circuiti, relazioni costitutive degli elementi bipolari.
Analisi di circuiti senza memoria: metodo di risoluzione tabellare, metodo dei tagli e delle maglie, metodo dei nodi e degli anelli.
Caratterizzazione esterna dei circuiti: teorema di sostituzione, teorema di Thevenin e Norton ad una porta e a due porte, caratterizzazione e rappresentazioni comuni delle reti 2-portetrasformazioni circuitali ed equivalenze.
Analisi dei circuiti con memoria nel tempo e nel dominio trasformato, applicazione della trasformata di Laplace, Funzioni di rete, definizioni e proprietà.
Analisi di circuiti con memoria a regime permanente continuo e sinusoidale,: derivazione del metodo dei fasori dal metodo di Laplace, analisi e proprietà dei circuiti nel dominio della frequenza, potenza ed energia.
Sistemi trifase: generatori e carico stella triangolo, Teorema di Fortesque.
Impianti elettrici nelle strutture sanitarie: progettazione dell’impianto, collegamenti e protezione degli impianti, protezione ai contatti diretti e indiretti.

Introduction to circuit theory. Electrical circuit model: general properties of the circuit.
Analysis of circuits without memory, Nodal voltage analysis, Mesh analysis.
External representations of circuits, Thevenin and Norton theorem applied to one-port and double-port circuits, transformations and equivalences.
Time-domain analysis of circuits with memory applying Laplace Transformation.
Transformed-domain analysis, transfer functions, definitions and properties.
DC/AC steady state analysis. Frequency domain analysis: power and energy, three-phase circuits,
Electrical circuits in biomedical applications, short circuit protection and ground fault.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione del livello di apprendimento consiste in 2 prove scritte ed una prova orale opzionale: Parte 1: prova pratica di analisi circuitale, consistente nell’analisi per iscritto di circuiti elettrici lineari e permanenti sia in transitorio che a regime DC/AC (durata 3 ore). Parte 2: prova di teoria per la valutazione dell'apprendimento degli argomenti del corso, consistente in 4 quesiti da rispondere per iscritto con svolgimento libero (durata 1 ora e 30 minuti).. Le 2 prove possono essere sostenute singolarmente anche in appelli diversi, con il vincolo temporale che la seconda venga sostenuta entro i due appelli successivi all'appello in cui si è superata la prima. Al completamento positivo di entrambe le prove viene proposta una valutazione complessiva. Lo studente opzionalmente può richiedere di sostenere una ulteriore prova orale.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Parte 1: la valutazione si basa sul livello di completezza e correttezza dell’analisi circuitale e sulla capacità dello studente di applicare in pratica e con autonomia le nozioni fornite dal corso. Parte 2: la valutazione si basa sulla verifica della conoscenza delle nozioni e dei concetti presentati nel corso. Il superamento della prova richiede la dimostrazione di possedere almeno una sufficiente conoscenza degli argomenti del programma (almeno 3 risposte su 4). Nell'eventuale discussione orale lo studente deve dimostrare di avere una sufficiente conoscenza degli argomenti del programma.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Ad ogni prova è attribuito un voto in trentesimi. Il voto minimo utile per il superamento della prima prova è 16/30. Il voto minimo utile per il superamento della seconda prova è 18/30. Il voto minimo utile per il superamento della prova orale opzionale è 18/30.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale in trentesimi è dato dalla media dei voti ottenuti nelle prove (eventualmente compresa quella opzionale) con arrotondamento all'intero. L'esame si intende superato se il voto finale è maggiore uguale a 18/30. L'attribuzione della lode è riservata agli studenti che abbiano conseguito la votazione massima in tutte le prove e che abbiano mostrato un superiore livello di approfondimento nella redazione degli elaborati.


Learning Evaluation Methods.

The evaluation process consists of two written tests and an optional discussion (to be accomplished sequentially): Exam Part 1: written test consisting of the analysis of electrical LTI circuits in transient, DC steady and AC steady states (allowed time 3 hours). Exam Part 2: Written test consisting of 4 open questions on course topics (allowed time 90 min). Exam, discussion: The student can optionally ask to discuss and further demonstrate his knowledge of the course program.


Learning Evaluation Criteria.

Exam Part 1: evaluation of the completeness and correctness of the analysis, ability to apply in practice course notions and concepts. Exam Part 2: evaluation of knowledge level on course topics. To complete this part, the student must demonstrate a sufficient level of knowledge, i.e. at least 3 positive answers. Exam, discussion: the student must demonstrate a sufficient level of knowledge.


Learning Measurement Criteria.

The evaluation is performed according to 30-point grading scale on each exam part. 16/30 is the minimum score to complete the fist part, 18/30 is the minimum score to complete the second part, 18/30 is the minimum score to successfully complete the optional discussion.


Final Mark Allocation Criteria.

The final mark up to 30/30 is computed as the average (integer rounded) of the marks obtained in all exam parts (including the optional discussion). The minimum passing grade is 18/30. The “cum laude” attribution, which means a superior performance, is granted only if the student gets the maximum mark in all exam parts and demonstrates a superior level of interest and understanding on course topics.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

1) G. Martinelli, M. Salerno, "Fondamenti di Elettrotecnica", 2' ed., Vol. 1 e Vol. 2, Siderea 1997
2) Armando Ferraioli, “Impianti elettrici nelle struttura sanitarie” Dario Flaccoivio Editore, 2015
3) https://learn.univpm.it/course/view.php?id=6997

1) G. Martinelli, M. Salerno, "Fondamenti di Elettrotecnica", 2' ed., Vol. 1 e Vol. 2, Siderea 1997
2) Armando Ferraioli, “Impianti elettrici nelle struttura sanitarie” Dario Flaccoivio Editore, 2015
3) https://learn.univpm.it/course/view.php?id=6997


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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