Obiettivi

Acquisire una conoscenza approfondita dell’interazione elettromagnetica, delle forze tra cariche, della trattazione formale dei campi e della loro induzione reciproca. Studiare la natura elettrica e magnetica della materia; conoscere la natura elettromagnetica della luce e la trattazione di base dell’ottica fisica

Canali

VINCENZO PATERA VINCENZO PATERA   Scheda docente

Programma

ELETTROSTATICA NEL VUOTO · Azioni elettriche. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Sistemi di cariche discreti e continui. Teorema di Gauss. Prima equazione di Maxwell. Potenziale elettrico. Dipolo elettrico. Forze su dipolo in campo elettrico. Espressione locale della conservatività del campo elettrico.
Durata: 15 h
Approfondisce il concetto di campo partendo dalla forza di Coulomb e introduce il potenziale elettrostatico. Permette di approfondire la capacità di applicare il calcolo vettoriale e quello infinitesimale

CONDUTTORI CARICHI NEL VUOTO · Distribuzione della carica nei conduttori. Teorema di Coulomb. Capacità elettrica e condensatori. Sistemi di condensatori. Energia elettrostatica. Forze su conduttori carichi. Equazioni di Laplace e Poisson.
ELETTROSTATICA IN PRESENZA DI DIELETTRICI · Costante dielettrica. Interpretazione microscopica. Vettore polarizzazione elettrica P. Distribuzioni di carica di polarizzazione. Vettore spostamento elettrico D. Equazioni dell'elettrostatica in presenza di dielettrici. Condizioni al contorno per i vettori E e D. Energia elettrostatica in presenza di dielettrici. Forze su dielettrici in campo elettrico.
Durata: 20 h
Sviluppa la capacità di gestire quantità astratte, affinando l'abilità di ragionamento.

CORRENTE ELETTRICA STAZIONARIA · Corrente elettrica nei conduttori. Densità di corrente. Equazione di continuità. Legge di Ohm. Resistenza elettrica. Effetto Joule. Forza elettromotrice e generatori. Circuiti in corrente continua. Circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria.
durata: 15 h
Introduce le basi dell'elettrotecnica e dell'elettronica, approfondisce i concetti di energia e potenza e, nella risoluzione di semplici circuiti elettrici, perfeziona ulteriormente le capacità logiche e critiche

MAGNETOSTATICA NEL VUOTO · Azioni magnetiche. Forza di Lorentz. Campo di induzione magnetica B. Forze su circuiti percorsi da corrente in campo magnetico. Campo B generato da correnti stazionarie. Seconda equazione di Maxwell. Legge di Ampere. Cenni sulle forze tra circuiti percorsi da corrente stazionaria. Effetto Hall.
MAGNETOSTATICA IN PRESENZA DI MATERIA · Campo di magnetizzazione M. Distribuzioni delle correnti di magnetizzazione. Campo magnetico H. Equazioni della magnetostatica in presenza di materia. Condizioni di raccordo per i campi B e H. Mezzi dia-, para- e ferro-magnetici: proprietà macroscopiche ed elementi essenziali delle caratteristiche microscopiche.
Durata 20 h
Questi argomenti, svolti in gran parte per analogia con il campo elettrostatico, consentono un riesame dell'elettrostatica e un approfondimento del calcolo vettoriale e infinitesimale.


CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO · Fenomeni di induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Terza equazione di Maxwell. Auto e mutua induzione. Correnti quasi stazionarie in circuiti soggetti ad auto e mutua induzione. Energia magnetica. Corrente di spostamento. Quarta equazione di Maxwell.
Durata 10 h
Lo studio dei fenomeni generati dai campi variabili migliora la capacità di affrontare lo stesso problema da diversi punti di vista alternando gli approcci puramente teorici della generazione del campo elettrico non conservativo in presenza di campi magnetici variabili a quelli più applicativi come il principio di funzionamento del motore elettrico o del trasformatore.

ONDE ELETTROMAGNETICHE · Equazioni di Maxwell. Equazioni delle onde elettromagnetiche. Proprietà generali delle onde e.m. piane. Polarizzazione. Spettro delle onde elettromagnetiche. Vettore di Poynting e intensità dell'onda. Caratteristiche generali del campo di radiazione di un dipolo oscillante. Raccordo dei campi alla separazione tra dielettrici omogenei. Leggi della riflessione e rifrazione.
Durata 10 h
A questo punto del corso lo studente è in grado di gestire facilmente il concetto di campo. La sintesi ottenibile con gli operatori differenziali consente di sviluppare ulteriormente le capacità logiche e di astrazione. L'uso del vettore Poynting rappresenta una verifica della capacità di comprendere e applicare i concetti di energia, potenza e del loro trasporto.

Testi adottati

Mencuccini-Silvestrini : FISICA 2

Prerequisiti

Nozioni di vettore. Nozione di cambio di sistema di riferimento. Conoscenza dell'analisi delle funzioni. Conoscenza delle nozioni di serie, derivate , intergrali. Conoscenza delle leggi della dinamica e della statica. Conservazione dell'energia, quantita' di moto, momento angolare. Equazioni cardinali della meccanica

Modalità di svolgimento

ogni settimana del corso è strutturata con quattro lezioni in cui si alternano la presentazione e la discussione dei principi fisici dell'elettromagnetismo, alcune applicazioni tecnologiche e problemi/esercizi tipici. Una esercitazione di supporto è dedicata alle metodologie per la risoluzione di problemi/esercizi

Modalità di frequenza

il corso viene impartito con lezioni contemporaneamente in presenza e on-line

Modalità di valutazione

gli studenti che abbiano superato l'esame avranno una conoscenza di base dell'elettromagnetismo. Tale conoscenza parte dal concetto di campo elettrico e magnetico nel caso statico e arriva fino alla trattazione di semplici casi di propagazione di onde elettromagnetiche. Parte rilevante dell'apprendimento riguarda il comportamento energetico ed elettromagnetico di semplici componenti circuitali (condensatori, induttanze, resistenze , generatori), sia in caso stazionario che in caso variabile nel tempo

Data inizio prenotazione Data fine prenotazione Data appello
15/10/2022 10/01/2023 13/01/2023
15/10/2022 15/02/2023 17/02/2023
15/01/2022 17/03/2023 20/03/2023
15/03/2022 05/06/2023 09/06/2023
15/03/2022 10/07/2023 14/07/2023
15/07/2022 10/09/2023 15/09/2023
10/09/2023 15/10/2023 19/10/2023
01/10/2023 10/01/2024 19/01/2024
Scheda insegnamento
  • Anno accademico: 2022/2023
  • Curriculum: Ingegneria Clinica (percorso formativo valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-venezuelano)
  • Anno: Secondo anno
  • Semestre: Primo semestre
  • SSD: FIS/01
  • CFU: 9
Caratteristiche
  • Attività formative di base
  • Ambito disciplinare: Fisica e chimica
  • Ore Aula: 90
  • CFU: 9
  • SSD: FIS/01