Obiettivi formativi per il raggiungimento dei risultati di apprendimenti previsti nella scheda SUA
L’insegnamento tratta i principi della teoria dei circuiti e le prime applicazioni dell’elettrotecnica nel contesto dell’ingegneria dell’informazione.
Eventuali criticità riscontrate (da compilare solo al secondo anno di insegnamento)


Numero totale e descrizione delle unità didattiche **
Nr. Totale: 12


Organizzazione della didattica (lezioni, laboratorio etc)
didattica EROGATIVA
N. 12 ORE videoLEZIONI ON-LINE (n. 2 videolezioni - unita’ didattiche - della durata di un’ora per ogni cfu)

didattica interattiva
n. 12 ore lezioni in streaming (n. 2 lezioni in streaming per ogni cfu) di cui n. // da registrare e pubblicare in piattaforma ed eventuali n. // per esercitazioni in aula
n. 12 forum – 2 per CFU
N. // CHAT
N. // WEB CONFERENCE
N. // PROGETTI
N. // REPOSITORY
N. 6 TEST (ALMENO 1 PER CFU) CON 10 DOMANDE
ASSISTENZA MEDIANTE E-MAIL

Programma del corso

Il modello circuitale
Carica elettrica, tensione e corrente, bipoli, versi di riferimento, convenzioni, potenza ed energia assorbita ed erogata. Bipoli fondamentali: generatori ideali, reali di corrente e tensione, resistori, induttori e condensatori, caratteristiche, bipoli attivi e passivi, statici e dinamici, conservativi e dissipativi, lineari e non lineari, tempo invarianti e tempo varianti. Circuiti di bipoli, leggi di kirchhoff.
Doppi bipoli, caratteristiche, potenza assorbita ed erogata. Doppi bipoli: trasformatori ideali, generatori pilotati di corrente e tensione, lamplificatore operazionale.
Elementi di teoria dei grafi, matrici di incidenza, equazioni di tableau, potenziali nodali. Sistemi di equazioni circuitali fondamentali, equazioni circuitali indipendenti, conservazione della potenza.

Circuiti statici
Equivalenza fra componenti, connessioni serie e parallelo, partitori di corrente tensione. Resistenza equivalente di un bipolo di resistori lineari, sovrapposizione degli effetti, generatori equivalenti di thévenin e norton, massimo trasferimento di potenza. Proprietà dei circuiti statici: non amplificazione e reciprocità. Metodi sistematici di analisi: equazioni circuitali fondamentali, potenziali nodali. Resistenza di ingresso/uscita di un dispositivo, esempi di interfacciamento sorgente-carico, limiti in potenza.

Circuiti dinamici in regime permanente
Circuiti in regime stazionario. Il valor efficace. Circuiti lti in regime sinusoidale. La trasformata fasoriale, il metodo dei fasori. Impedenza, ammettenza, circuito di impedenze, leggi di kirchhoff. Proprietà degli elementi circuitali nel dominio dei fasori. Estensione dei risultati sui circuiti statici ai circuiti di impedenze: connessioni serie e parallelo, partitori, sovrapposizione degli effetti thévenin e norton, metodi di analisi. Potenza istantanea, media, fattore di potenza, energia, potenza complessa, attiva, reattiva, apparente, conservazione della potenza, massimo trasferimento di potenza. Il rifasamento, la risonanza, strumenti di misura ideali: voltmetro, amperometro, wattmetro. Esempi di analisi di semplici impianti elettrici, dati di targa delle apparecchiature, dimensionamento cavi elettrici, limitazioni in tensione, corrente, potenza. Sovrapposizione degli effetti per circuiti lineari con forzamenti non isofrequenziali: circuiti in regime periodico. Risposta in frequenza di un circuito, funzione di rete, analisi in frequenza: i circuiti di primo e secondordine visti come filtri.

Circuiti lineari in evoluzione dinamica
Scrittura delle equazioni differenziali per circuiti dinamici. Evoluzione libera e forzata, transitoria e di regime. Continuità delle variabili di stato. Analisi di circuiti dinamici semplici del primo ordine

Modalità di verifiche di profitto in itinere
Il grado di apprendimento degli Studenti è monitorato costantemente attraverso metodologie e strumenti di verifica. In particolare, al fine di rendere fattibile la verifica e la certificazione degli esiti formativi, il docente e il tutor terranno conto de:
Il tracciamento automatico delle attività formative da parte del sistema-reporting;
Il monitoraggio didattico e tecnico (a livello di quantità e qualità delle interazioni, di rispetto delle scadenze didattiche, di consegna degli elaborati previsti, ecc);
Le verifiche di tipo formativo in itinere, anche per l’autovalutazione (es. test multiple choice, vero/falso, sequenza di domande con diversa difficoltà, simulazioni, mappe concettuali, elaborati, progetti di gruppo, ecc);
L’esame finale di profitto, nel corso del quale si tiene conto e si valorizza il lavoro svolto in rete (attività svolte a distanza, quantità e qualità delle interazioni on line, ecc).

La valutazione in questo quadro tiene conto di più aspetti:
Il risultato di un certo numero di prove intermedie (test on line, sviluppo di elaborati, ecc);
La qualità e la quantità della partecipazione alle attività on line (frequenza e qualità degli interventi monitorabili attraverso la piattaforma);
I risultati della prova finale.

Pertanto i dati raccolti saranno oggetto di analisi da parte del docente per l’attività di valutazione dello Studente.

Modalità di valutazione*

Obiettivi della Prova
La prova di esame è finalizzata a valutare, nel complesso, la conoscenza e la capacità di comprensione dei concetti presentati a lezione, la capacità di applicare tali conoscenze all’analisi di circuiti, l’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendere.

L’esame di profitto consiste in una prova pratica (che prevede la produzione di un elaborato) e un colloquio.
[la prova pratica]. Gli argomenti oggetto degli esercizi nella prova pratica sono i seguenti:
- analisi di circuiti lineari statici e dinamici in transitorio, a regime o in frequenza
- la quantificazione degli scambi energetici fra elementi
- lo studio di una funzione di rete,
- l’analisi della trasformazione di un segnale periodico non sinusoidale operata da una funzione di rete.

La valutazione della prova pratica tiene conto dei risultati numerici e della correttezza dell’impostazione. La scala utilizzata è la seguente: a-ottimo, b-buono, c-discreto, d-sufficiente, e-insufficiente. Per l’accesso al colloquio è richiesta una valutazione pari o superiore al livello d-sufficiente.

[la prova orale]. Il colloquio verte sui contenuti dell'elaborato e del programma. Lo studente sarà anche chiamato ad argomentare le scelte effettuate nella prova pratica. La valutazione del colloquio terrà conto delle conoscenze dimostrate dallo studente e del grado del loro approfondimento, della capacità di apprendere dimostrata, della capacità di applicazione dei contenuti e delle competenze, della qualità dell’esposizione e dalla qualità dell’elaborato discusso.

[valutazione finale]. La valutazione finale, espressa in trentesimi con eventuale lode, terrà conto di entrambe le prove.

Il livello di valutazione minimo (18) è attribuito quando lo studente manifesta qualche incertezza nell’applicazione dei metodi di soluzione del problema proposto e ha una limitata ma sufficiente conoscenza dei principali argomenti studiati.

Il livello massimo (30) è attribuito quando lo studente dimostra una conoscenza completa ed approfondita dei metodi ed è in grado di risolvere i problemi proposti pervenendo in modo efficiente e accurato alla soluzione e mostra una notevole capacità di collegare gli argomenti studiati.

La lode viene attribuita quando il candidato dimostra significativa padronanza dei contenuti teorici e operativi e mostra di saper presentare gli argomenti con notevole proprietà di linguaggio e capacità di elaborazione autonoma anche in contesti diversi da quelli proposti dal docente.

Conoscenze e capacità di comprensione che consentono di elaborare e/o applicare idee originali, spesso in un contesto di ricerca (descrittore di Dublino n. 1)
Lo studente acquisisce la conoscenza dei principali elementi dei circuiti lineari, le proprietà, i metodi di analisi e di soluzione dei circuiti nei domini del tempo e della frequenza, le applicazioni ai processi di trasformazione delle grandezze elettriche e ai relativi aspetti energetici e dell’informazione. Capacità di comprensione del funzionamento dei circuiti e dei componenti nel dominio del tempo e della frequenza, delle relazioni fra i componenti e delle implicazioni energetiche e relative al contenuto d’informazione dei segnali.

Capacità di applicare conoscenza, comprensione e abilità nel risolvere i problemi (descrittore di Dublino n. 2)
Lo studente dovrà saper:
- calcolare la soluzione di semplici circuiti lineari tempo-invarianti a regime o in transitorio in forma simbolica con l'ausilio di una calcolatrice scientifica.
- calcolare la soluzione di circuiti lineari tempo-invarianti nel dominio del tempo e della frequenza utilizzando ambienti software di calcolo e simulazione.
- determinare la risposta in frequenza di filtri
- analizzare le funzioni ingresso-uscita di circuiti lineari tempo-invarianti

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