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Elettrotecnica (INF)
Circuits and Systems
Simone Fiori

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Conoscenze di base di algebra lineare, geometria, calcolo numerico e programmazione algoritmica.

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze di base relative al comportamento dei circuiti elettrici, dei modelli fenomenologici basati su circuiti elettrici e sui circuiti per l'elaborazione intelligente dei segnali. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di fisica, elettromagnetismo, matematica, geometria e programmazione, 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 automatico utili all'analisi di tali sistemi.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
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 in generale che la consapevolezza delle problematiche reali che si incontrano nella pratica dell'ingegneria informatica e dell'automazione.

Programma
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/OCTAVE ed esempi di calcolo delle dinamiche di sistemi nonlineari dinamici.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in due prove: - una prova di “analisi circuitale“, consistene nella soluzione scritta di un esercizio di analisi circuitale, da completare in 90 minuti; - una prova di “teoria“, consistente nella discussione, in forma scritta, di un argomento teorico del corso, da completare in 30 minuti. La prova di teoria potrà essere sostituita, a scelta dello studente, con un progetto di programmazione algoritmica applicata in MATLAB/OCTAVE. La due prove possono essere sostenute in qualsiasi appello d'esame e in qualsiasi ordine.

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 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. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla media dei voti ottenuti nelle due prove. In caso di media non intera, l'arrotondamento all'intero inferiore o superiore verrà concordato esaminando brevemente gli elaborati con il candidato.

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.

Testi consigliati
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 LMS/Moodle

Corsi di laurea

• Ingegneria Informatica e dell'Automazione (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))