Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I089] - ELETTROTECNICAELECTROTECHNICS
Simone FIORI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT04] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE First Cycle Degree (3 years) - [IT04] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/31 - ELETTROTECNICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Elementi di algebra lineare (sistemi lineari), numeri complessi, capacità minima di programmazione algoritmica.

Linear algebra (linear systems), complex numbers, basic algorithmic programming skills.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

48 ore di didattica frontale e/o a distanza.

48 hours of class lectures and/or on-line lectures.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze relative al comportamento dei circuiti sia analogici che digitali, ed i relativi modelli lineari e non lineari, stazionari e tempo-varianti, per le applicazioni di potenza e per l'elaborazione dei segnali, mono e multidimensionali. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di fisica, elettromagnetismo, geometria e programmazione algoritmica, permetteranno agli studenti di comprendere le equazioni fondamentali che governano i circuiti lineari e non lineari, con memoria e senza memoria e le tecniche di calcolo numerico utili all'analisi di tali sistemi.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti di ragionevole complessità utilizzando tecniche di scomposizione di problemi complessi in sottoproblemi più semplici e tecniche di calcolo automatico, e di comprendere le problematiche generali affrontate durante il corso. Inoltre, gli studenti saranno
in grado di mettere gli strumenti acquisiti nel corso, anche in sinergia con altri insegnamenti – quali algoritmi e strutture dati, robotica, analisi del movimento –, a servizio della loro propria creatività al fine di affrontare tematiche realistiche ed applicative di ragionevole complessità, sia singolarmente
che in team.


Competenze trasversali.

Lo svolgimento di progetti didattici, effettuato in gruppi, contribuirà a migliorare la capacità di interazione, comunicazione e collaborazione che deriva dal lavoro in team, sia la capacità di apprendimento in autonomia e la capacità di trarre conclusioni dello studente, sia il grado di autonomia di giudizio, sia la consapevolezza delle problematiche reali che si incontrano nella pratica dell'ingegneria informatica e dell'automazione.


Knowledge and Understanding.

The lectures are focused on analog and digital circuits and their linear and non-linear, stationary and time-varying models, for power applications as well as for mono-dimensinal and multi-dimensional signal processing.These contents integrate notions acquired in physics, electromagnetism, linear algebra and algorithmic programming classes and enable students to understand the fundamental equations that govern linear and non-linear, memoryless and dynamical circuits and the numerical techniques used in the analysis of these systems.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Students will be able to analyze reasonably-complex circuits through problem-decomposition techniques and automated calculation techniques as well as to understand general themes thaught in these classes. Moreover, the students will be able to apply the notions acquired in these classes to real-world reasonably-complex problems individually or by teamwork, in synergy with other classes such as algorithmic and data structures, movement analysis and robotics.


Transversal Skills.

Teamwork didactic projects will contribute to improve the ability to interact, communicate and collaborate with colleagues and to learn individually. Projects will also contribute to improve decision making and critical thinking as well as to understand real-world challenges in information and automation engineering practice.



PROGRAMMA PROGRAM

Il corso è diviso in due parti. La prima parte è relativa allo studio dei componenti fondamentali, lineari, tempo-invarianti e senza memoria, e allo studio dei metodi di analisi di base dei circuiti elettrici. La seconda parte è relativa al modellamento di fenomeni fisici e di processi ingegneristici tramite circuiti non-lineari dinamici e alla soluzione di tali circuiti tramite calcolatore.
Parte I: "Bipoli e reti 2-porte elementari, circuiti lineari, tempo-invarianti e senza memoria". Bipoli e funzioni generatrici (resistori, induttori, condensatori, generatori indipenenti), reti 2-porte (trasformatore, giratore, nullore, reti Z e Y, generatori controllati). Metodo di analisi su base maglie e metodo di analisi su base nodi. Teoremi di caratterizzazione esterna di reti bipolari di Thevenin e Norton.
Parte II: "Modellamento di fenomeni complessi e processi tramite circuiti elettrici non-lineari dinamici e soluzioni numeriche". Esempi di modelli circuitali non-lineari dinamici, relativi sistemi risolventi differenziali (liberi e vincolati) e metodi numerici per la loro soluzione (metodi di Euler ed Euler-Riemann). Elementi di programmazione algoritmica MATLAB ed esempi di calcolo delle dinamiche di sistemi nonlineari dinamici.

The course is divided in two parts. The first part is devoted to the study of the fundamental elements, linear, time-invariant and memoryless and to the study of basic methods to analyze electrical circuits. The second part is devoted to the modeling of physical phenomena and engineering processes by means of non-linear dynamical circuits and to their solution by a computer.
Part I: "Elementary bipoles, 2-port elements and linear, time-invariant, memoryless circuits". Bipoles and generating functions (resistors, inductors, capacitor, indipenendent sources), 2-port nets (transformers, gyrator, nullor, Z and Y nets, driven sources). Circuit analysis based on mesh currents and on node potentials. Thevenin's and Norton's theorems.
Part II: "Modeling of complex phenomena and processes by non-linear dynamical circuits and numerical solution techniques." Cases-study of non-linear, dynamical models and of their differential-type resolving systems (free and constrained) and numerical methods for their solution (Euler and Euler-Riemann methods). Elements of algorithmic programming in MATLAB and examples of calculation of the dynamic response of non-linear dynamical systems.


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

La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in due prove:
- una prova di "analisi circuitale", a risposta aperta della durata di 90 minuti, consistente nella soluzione scritta di un esercizio di analisi circuitale;
- una prova di "teoria", da svolgere tramite quiz online, relativa agli argomenti teorici del corso. La prova di teoria può essere sostituita, a scelta dello studente, con un progetto didattico.
La due prove possono essere sostenute in qualsiasi appello d'esame e in qualsiasi ordine e non sono selettive l'una rispetto all'altra.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo l'esame, lo studente dovrà dimostrare una buona comprensione dei quesiti proposti, la capacità di proporre una o più soluzioni corrette e dovrà dimostrare di possedere una capacità di esporre le soluzioni proposte in maniera corretta con utilizzo di adeguata terminologia tecnica. La valutazione dell’apprendimento tiene conto delle conoscenze acquisite su tutti gli argomenti
dell’insegnamento. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando conoscenza approfondita dei contenuti e padronanza del linguaggio tecnico.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

A ciascuna prova è assegnato un punteggio compreso tra 0 e 30 con eventuale Lode. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla media dei voti ottenuti nelle due prove (approssimata per eccesso).


Criteri di attribuzione del voto finale.

La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito delle due prove. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le prove in modo corretto e completo, abbiano dimostrato una particolare brillantezza.


Learning Evaluation Methods.

Learning evaluation methods:
- a written test, about the solution of an electrical circuit;
- an online quiz test, concerning theoretical topics; this test may be replaced by a didactic project on request of the student.
Both tests may be taken in different exam sessions and in any order and are not disciminative to one another.


Learning Evaluation Criteria.

In order to pass the exam, the candidate will need to show a good understanding of the proposed problems, the ability to propose one or more correct solutions as well as to show a good ability to explain the proposed solutions correctly and by using an adequate technical language. The maximum score will be given to those candidates that will show a deep understanding of the course's contents.


Learning Measurement Criteria.

Both tests will be graded by an integer in the range 0-30 "cum laude". The final evaluation will be calculated as the mean value of the two (rounded to the nearest largest integer).


Final Mark Allocation Criteria.

The maximum score will be given to those candidates that will show a deep understanding of the course's contents and a very good ability to explain them. The "distinction mark" will be given to those candidates who prove an outstanding ability.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

G. Martinelli e M. Salerno, Fondamenti di Elettrotecnica - Circuiti a costanti concentrate lineari e permanenti, Vol. I, Edizioni Scientifiche Siderea (Roma)
G. Martinelli e M. Salerno, Fondamenti di Elettrotecnica - Circuiti a costanti concentrate lineari e permanenti, Vol. II, Edizioni Scientifiche Siderea (Roma)
Materiale didattico integrativo a cura del docente disponibile sulla piattaforma Moodle: https://learn.univpm.it

G. Martinelli e M. Salerno, Fondamenti di Elettrotecnica - Circuiti a costanti concentrate lineari e permanenti, Vol. I, Edizioni Scientifiche Siderea (Roma)
G. Martinelli e M. Salerno, Fondamenti di Elettrotecnica - Circuiti a costanti concentrate lineari e permanenti, Vol. II, Edizioni Scientifiche Siderea (Roma)
Additional handouts prepared by the instructor will be made available on the Moodle platform: https://learn.univpm.it


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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