Campi Elettromagnetici

Informazioni da fornire per ogni singolo insegnamento

 

Denominazione dell’insegnamento:   CAMPI ELETTROMAGNETICI                          

 

Corso di Laurea o di Laurea Magistrale :  Laurea in Ingegneria Elettronica e Informatica                  

 

SSD: ING-INF/02                                                                    Numero C.F.U.:   6               

 

 

Titolari: Prof. Adriana Brancaccio                               

 

 

 

Obiettivi del corso

 

Il corso ha carattere formativo e informativo. L’obiettivo principale è quello di introdurre il concetto di propagazione del campo elettromagnetico e conseguentemente mettere in grado lo studente di trattare i circuiti a parametri distribuiti. Le equazioni dell’elettromagnetismo, pur semplificate riducendone lo studio a casi monodimensionali, saranno trattate in maniera rigorosa, in modo che i ragazzi si abituino ad utilizzare lo strumento matematico evitando di compiere salti logici nel ragionamento.

Le lezioni teoriche sono affiancate da esercitazioni  numeriche.

 

 

 

Programma del corso

 

  1. Richiami di algebra vettoriale e matematica

Richiami sui vettori, sulle operazioni tra vettori, prodotto scalare, prodotto vettoriale, campi scalari e campi vettoriali. Richiami sui numeri complessi, operazioni tra numeri complessi, rappresentazione algebrica e polare dei numeri complessi. Fasori e vettori complessi.

  1. Equazioni di Maxwell

Concetto di carica elettrica, di densità di carica elettrica, di corrente e di densità di corrente, campo elettrico statico, campo magnetico statico, induzione elettrica ed induzione magnetica nel vuoto, forza di Coulomb, forza di Lorentz, flusso di un campo vettoriale.

Definizione di regime tempo variante, prima equazione di Maxwell in forma integrale (legge di Faraday), concetto di forza elettromotrice indotta, seconda equazione di Maxwell (legge di Ampere-Maxwell), terza e quarta equazione di Maxwell (legge di Gauss). Interpretazione delle equazioni di Maxwell nel caso statico e tempo variante, divergenza di un campo vettoriale, teorema della divergenza, rotore di un campo vettoriale, teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell in forma differenziale per il caso monodimensionale, continuità della carica elettrica.

  1. Onde Piane

Onde piane omogenee nel dominio del tempo, onda progressiva e regressiva, rappresentazione fasoriale delle onde piane. Incidenza normale di un’onda piana su una discontinuità piana, coefficiente di riflessione e di trasmissione . Vettore di Poynting e densità di potenza, flusso del vettore di Poynting, teorema di Poynting. Propagazione di un’onda piana in un mezzo con perdite, potenza dissipata per effetto Joule, profondità di penetrazione: Cenni sull’incidenza obliqua e sulla rifrazione.

  1. Linee di trasmissione

Linee di trasmissione nel dominio del tempo, equazioni dei telegrafisti, linee di trasmissione nel dominio dei fasori, andamento della tensione e della corrente lungo una linea in forma viaggiante e stazionaria, formula del trasporto di impedenza, coefficiente di riflessione, ROS, potenza attiva e reattiva, concetto di adattamento, adattamento con tronco a lambda/4 e con stub, condizione di massimo trasferimento di potenza, calcolo della resistenza per unità di lunghezza nel caso di fili di conduttore non perfetto. Cenni alle linee con piccole perdite. Cenni al cavo coassiale ed alla linea bifilare.

Curricula scientifici dei docenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Adriana Brancaccio

Competenze attese in ingresso e/o Propedeuticità

 -    Algebra lineare: metodi di risoluzione di sistemi lineari; operazioni con le matrici
-    Numeri complessi: rappresentazione sul piano complesso, scomposizione in parte reale e immaginaria, scomposizione in modulo e fase, prodotto e rapporto, razionalizzazione, radice quadrata
-    Elementi di calcolo vettoriale:
o    somma e differenza di vettori, scomposizione in componenti cartesiane, prodotto scalare e prodotto vettoriale
o    operatori gradiente, divergenza e rotore
-    sviluppo in serie di Taylor
-    Il concetto di campo
-    Definizione di campo elettrico e campo magnetico
-    Legge di Ampere, legge di Faraday, teorema di Gauss

 

Risultati d’apprendimento attesi

Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di svolgere esercizi numerici di analisi e semplici esercizi di sintesi sulle linee di trasmissione e sulla propagazione di onde piane in mezzi stratificati.

Anno del corso di studio in cui è inserito

 2° anno

Testi di riferimento

•    Appunti delle lezioni
•    G. Franceschetti, Campi Elettromagnetici, Bollati Boringhieri.
•     G. Conciauro, L. Perregrini, Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw Hill.

Materiale didattico aggiuntivo

Sono resi disponibili a cura del docente: Adriana Brancaccio

 

Modalità di erogazione

Tradizionale.

Sede

Via Michelangelo - Via Roma 29 Aversa.

Organizzazione della didattica

 Lezioni frontali, esercitazioni numeriche svolte in aula

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Metodi di valutazione

Esame scritto e orale

Dati statistici delle votazioni conseguite dagli studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Adriana Brancaccio

Calendario delle attività didattiche

Dal 14 settembre al 21 dicembre 2013, sito _____________________

Eventuali attività di supporto alla didattica

 

Orari di ricevimento studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Adriana Brancaccio

 

Calendario delle prove di esame

Disponibile sul sito esami.ceda.unina2.it e sul sito del docente: Adriana Brancaccio