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SITO UFFICIALE DEL
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Programma del corso
di CAMPI ELETTROMAGNETICI
10 crediti - Primo Livello - A.A. 2018/2019
(Prof. Michele D'AMICO )
Obiettivi
Il corso di campi elettromagnetici è un corso di base
sull’elettromagnetismo. Si parte dalle equazioni di Maxwell
(richiami), presentate in forma differenziale, e si applicano
tali equazioni allo studio delle linee di trasmissione, delle
onde piane e della radiazione. Lo studente è così introdotto al
problema della propagazione delle onde elettromagnetiche guidate
e irradiate.
Programma delle lezioni e delle esercitazioni
Richiami
di elettrostatica ed elettrodinamica classica
Campi scalari e vettoriali. Operatori
differenziali vettoriali. Campo elettrico: densità di
flusso elettrico e legge di Gauss; il potenziale
elettrostatico; energia elettrostatica; capacità. Campo
magnetico: densità di flusso magnetico e relativa legge
di Gauss; energia magnetostatica; induttanza. Condizioni
al contorno dei campi statici elettrico e magnetico
all’interfaccia fra 2 mezzi. Equazioni di Maxwell.
Relazione costitutive dei mezzi. Condizioni al contorno.
Regime stazionario sinusoidale: fasori e vettori fasori.
Equazioni di Maxwell in regime stazionario sinusoidale.
Onde
piane
Onde piane uniformi in mezzi ideali in regime
tempo-variante. Onde piane uniformi in mezzi ideali e con
perdite in regime sinusoidale. Effetto pelle.
Polarizzazione di un’onda piana (lineare, circolare,
ellittica). Riflessione delle onde piane con incidenza
normale in mezzi senza perdite. Coefficiente di
riflessione e di trasmissione. Incidenza normale sui
multistrati (risoluzione con il modello a linee di
trasmissione). Incidenza obliqua su piani metallici (TE e
TM). Incidenza obliqua su discontinuità dielettriche (TE
e TM).
Linee
di trasmissione
Linee di trasmissione TEM: cavo coassiale, linea
bifilare. Capacità, induttanza, resistenza e conduttanza
per unità di lunghezza. Equazioni delle linee di
trasmissione nel dominio del tempo. Onde di tensione e
corrente. Velocità di propagazione, impedenza
caratteristica e coefficiente di riflessione. Transitorio
su una linea di trasmissione. Equazioni delle linee di
trasmissione in regime sinusoidale. Rapporto d’onda
stazionaria. Studio dell’inviluppo della tensione e
della corrente lungo una linea di trasmissione. Flusso di
potenza e trasferimento di potenza ad un carico. Perdite
nei conduttori e nel dielettrico. Il diagramma di Smith.
Strutture adattanti: trasformatore lambda/4 semplice e
con neutralizzazione; stub semplice, reti ad L, T e
Pi-greco con componenti concentrati.
Guide
d'onda
Linee di trasmissione quasi TEM: microstriscia.
Distribuzioni dei campi in una generica sezione. Linee di
trasmissione TE e TM. Guide d'onda rettangolari.
Distribuzioni dei campi in una generica sezione. Modi TE
e TM come sovrapposizione di onde piane TEM.
Radiazione
Potenziali ritardati. Potenziale vettore.
Funzione di Green per la sorgente elementare. Radiazione
del dipolo hertziano elettrico: campo vicino, di
induzione e di radiazione. Radiazione del dipolo
magnetico (dualità). Antenne come trasduttori (loro
parametri).
Esercitazioni numeriche su tutti gli argomenti trattati in teoria
Bibliografia consigliata
I temi d'esame e altro materiale didattico sono reperibili su BEEP.
AppCad
(14 Mb !): Per WINDOWS 95/NT - Un programma per il calcolo
dei parametri caratterisitici di linee TEM e quasi-TEM a
microonde.
Students' QuickField 5.0 (13.5 Mb !): Per WINDOWS
95/NT - un programma MOLTO bello per la risoluzione agli elementi
finiti di problemi di Elettrostatica, Magnetostatica e Stress.
Students' QuickField 4.2 (3 Mb): La versione
precedente... un po' più compatta.
Carta di Smith Elettronica per MATLAB
("Zippata")
Carta di Smith Elettronica per HP-48
(V 2.1) ("Zippata") - © Davide Valenti
