sistemi elettrici avanzati

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Author: luca.ricci.dox

Revisionato il 26/05/2026

di luca.ricci.dox

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Appunti di sistemi di utilizzazione dell'energia elettrica. Gli appunti trattano 4 macro argomenti:-elettrotermia;-trasferimento induttivo di potenza;-cuscinetti magnetici;-levitazione …

Esame Sistemi di utilizzazione dell'energia elettrica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Musolino Antonino

Università Università degli Studi di Pisa

A.A. 2019-2020

141 pagine

Appunto

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Estratto del documento

Utilization systems

Electrothermics

L'elettrotermia è lo studio del riscaldamento dei corpi per effetto Joule. Se il materiale viene percorso da corrente, si ha una potenza dissipata. La potenza dissipata ha come conseguenza l'innalzamento della temperatura del materiale.

In vari casi, il riscaldamento elettrico può essere più performante rispetto al riscaldamento termico. I campi riscaldati mediante metodi convenzionali non permettono un riscaldamento uniforme, non localizzato e in un processo difficilmente controllabile. Con il riscaldamento elettrico, invece, si ha la possibilità di riscaldare il materiale in modo uniforme e localizzato, in particolare è possibile riscaldare solo la parte esterna sfruttando l'effetto pelle, utile per trattamenti termici di tempra. Infine, dal momento che i fenomeni elettrici sono molto più veloci di quelli termici, si ha riscaldamento istantaneo.

Per studiare questi fenomeni, dobbiamo conoscere la distribuzione di corrente all'interno del conduttore. Nel caso di riscaldamento termico, i problemi elettrici e termici sono accoppiati. Mano a mano che il corpo si scalda, infatti, ρ e μ variano con influenza non lineare.

Equazioni di Maxwell e legami costitutivi

Le equazioni di Maxwell sono fondamentali per comprendere la distribuzione di corrente e le relazioni costitutive nei materiali conduttori:

∇ × = + ∂/∂t
∇ ⋅ = 0
∇ × = -∂/∂t
∇ ⋅ = _int/ε₀

Le relazioni costitutive sono: = μ₀μ_r = ⋅

Inductive power transfer

L'inductive power transfer è un sistema per trasferire energia senza fili attraverso campi elettromagnetici.

Magnetic bearing and magnetic levitation

I sistemi di magnetic bearing e magnetic levitation utilizzano campi magnetici per mantenere un oggetto sospeso senza contatto fisico.

Sistemi di utilizzazione dell'energia elettrica

I sistemi di utilizzazione dell'energia elettrica comprendono vari metodi e tecnologie per convertire, distribuire e usare energia elettrica in modo efficiente e sicuro.

Rudimenti di programmazione

Il calcolatore altro non è che un convertitore di dati. Nella programmazione, è importante semplificare al massimo un problema al fine di dare istruzioni semplici.

Esempio di prodotto scalare

Esempio: prodotto scalare = (₁, …, ₙ) = (₁, …, ₙ)⟨, ⟩ = (₁₁ + …… + ₙₙ)n⟨, ⟩ = ∑ ᵢᵢi = 1

Tipi di operazioni

Il calcolatore può eseguire 3 tipi di operazioni base:

Assegnamento: Servono ad assegnare nomi o lettere alle variabili, o stringhe che vengono salvate in memoria.
Operazioni matematiche: Comprendono le operazioni matematiche base grazie alle quali derivano poi le operazioni più complesse.
Operazioni di controllo: Le operazioni di controllo o struttura di controllo sono operazioni condizionali come if, else, for.

Esempio di assegnamento

Esempio di assegnamento:

a = 3
b = 8

Operazioni matematiche

Esempio di operazione matematica:

Calcolo: ∫₂⁸ tg ^{x² + 2x + 1}/_lnx dx, x ∈ [2, 8]

x = 3exp (tan((x² + 2x + 1)/(ln(x))))
a = x² + 2 · x + 1
c = tg (a/(ln(x)))
f = exp(C)

Approssimazione trapezoidale

Le operazioni di controllo o struttura di controllo sono le operazioni dei calt: (if, else, for ....)

Esempio:

for i = 1 : 6
{d = v(i), u(i) + d}
end // quando i- n il uilefinise // ritorna al for e incrementa i di 1

Memoria e accumulatori

Dobbiamo pensare alla memoria come a una lavagna bianca sulla quale vengano scritte e sovrascritte informazioni. Possono essere salvati numeri, stringhe e variabili strutturali.

Le variabili strutturali sono elementi composti da più variabili (come i vettori - array - e le matrici - array multidimensionali).

v = [1, 3, 8, 5] array
u = [6, 3, 5, 2] array
w = [1, 3, 8, 5; 6, 3, 5, 2] array multidimensionale

Nella memoria devono essere già presenti le informazioni riguardanti le operazioni da farsi, ciò significa che è necessario effettuare prima gli assegnamenti!

ES: richiamare componente di vettore in memoria v(2) || vai alla seconda componente dell'array v.

Accumulatori

Gli accumulatori sono particolari celle di memoria che vengono sovrascritte ciclicamente.

Esempio di accumulatore:

d = 0;
d = d + n;
d = d + n;
print(d) —> 2

Esempio:

d₁ = n(1); M(1)
d₂ = d₂ + n(2); M(2)
... d_n = d_n-1 + v(n); M(n)

Esempio di programma di calcolo integrale

x_i = 2

x_f = 8

delta x = ^{xf - xi}/₁₀₀ // dividi intervallo in 100 parti

area = 0

for i = 0:100
area = area + 0.5 * delta(x) (f(x_i + i - 1) delta x) + f x_i + i * delta x)
end

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