Ingegneria elettronica e delle comunicazioni

L'elettronica di potenza è la disciplina che si occupa dei circuiti elettronici concepiti per controllare il flusso di energia elettrica. La sua nascita si potrebbe far risalire al 1902, con l'invenzione della valvola raddrizzatrice al mercurio. La nascita dell'elettronica di potenza moderna, invece, si può far risalire nel 1956, anno in cui fu inventato il tiristore (o SCR), il primo componente a semiconduttore specifico per le applicazioni di potenza. Da allora sono stati introdotti molti altri tipi di dispositivi di potenza a semiconduttore, con un'accelerazione tra la fine degli anni ottanta e i primi anni novanta del secolo scorso. Lo sviluppo dell'elettronica di potenza permette di far fronte in maniera sempre più soddisfacente alle esigenze di gestione e conversione dell'energia elettrica richieste dalle crescenti prestazioni, sempre più complesse, insite nei sistemi moderni. È per questo motivo che oggi l'elettronica di potenza è presente in quasi tutte le più moderne applicazioni dove viene impiegata l'energia elettrica. In molte applicazioni moderne, infatti, come ad esempio i trasporti (treni, aerei, navi da crociera, automobili elettriche ed ibride), le macchine utensili, la robotica, ma anche gli elettrodomestici, è richiesta la conversione di energia elettrica in energia meccanica: in questo contesto l'elettronica di potenza è parte integrante dei cosiddetti azionamenti elettrici. L'elettronica di potenza è anche alla base degli alimentatori per oggetti di uso quotidiano quali la radio, il televisore, il computer. Fra le applicazioni di punta sono da ricordare i moderni sistemi di condizionamento della potenza per gli impianti elettrici, e soprattutto le fonti di energia rinnovabili (fotovoltaico ed eolico), un settore attualmente in forte espansione. L'idea di un testo sull'elettronica di potenza nasce dall'esigenza, espressa da più parti, di avere un testo semplice e accessibile a tutti.

Nei primi cinque capitoli il libro tratta lo svolgimento di esercizi in condizioni di regime, utilizzando metodi e teoremi tipici delle reti lineari, con l'impiego di grafi e matrici. Nell'ultimo capitolo è stato approfondito il concetto di linearità, rendendoci conto che i due principi di Kirchhoff, espressi dalle equazioni matriciali :QI =0 (1°PdK), MV=0 (2° PdK) possono essere fatti confluire in un'unica relazione sintetica : < V,I >=0, nota anche come teorema di Tellegen. In pratica accade che il principio di sovrapposizione degli effetti, sinonimo di linearità, presenta ulteriori proprietà. Riprendendo nel terzo e nel quinto capitolo esercizi già svolti solo tramite analisi e utilizzando procedimenti di calcolo desunti dalle proprietà suddette, abbiamo riscontrato che i risultati sono identici.

Il volume nasce dalla ventennale esperienza professionale dell'autore come ricercatore e docente universitario presso le Facoltà di Ingegneria industriale, fisica ed elettronica, in Italia ed all'estero. È rivolto a ingegneri e laureandi prossimi alla tesi per una revisione multidisciplinare e sintetica di quanto appreso nei singoli corsi universitari delle classi di laurea l-08 (Ingegneria informazione) e l-09 (Ingegneria industriale); con un approccio algoritmico, indirizza alla soluzione di problemi reali, proponendo esercizi sia semplici che articolati. Anche ingegneri, operanti da tempo nei settori degli indirizzi di laurea citati, possono trovare nei modelli risolutivi proposti, spunti utili alla loro attività professionale. Innovativi sono i contenuti appendice che consentono di accostarsi, in modo empirico, a temi fondamentali quali interpretazione di un bilancio di esercizio e metodi rivoluzionari (privacy differenziale, omomorfismo, registri a consenso distribuito) a supporto della protezione dei dati.