(Ultimo aggiornamento: 17 dicembre 2024)

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	Un caloroso BENVENUTO agli studenti dell'Anno Accademico 2024/25.

Programma del corso di CAMPI ELETTROMAGNETICI
10 crediti - Primo Livello - A.A. 2024/2025
(Prof. Michele D'AMICO )

Obiettivi
Il corso di campi elettromagnetici ha come obiettivo principale quello di fornire allo studente le conoscenze di base sull’elettromagnetismo, con particolare enfasi alle applicazioni nel campo dell'elettronica, dei circuiti e delle telecomunicazioni.
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 e' cosi' introdotto al problema della propagazione delle onde elettromagnetiche guidate e irradiate.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

1. Richiami di elettrostatica ed elettrodinamica classica
   Campi scalari e vettoriali. Operatori differenziali vettoriali. Campo elettrico: densita' di flusso elettrico e legge di Gauss; il potenziale elettrostatico; energia elettrostatica; capacita'. Campo magnetico: densita' 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.

2. Guide d'onda
   Strutture guidanti metalliche a simmetria cilindrica. Linee di trasmissione TEM e quasi TEM: cavo coassiale; stripline; 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.

3. Linee di trasmissione (equazione dei telegrafi)
   Capacita', induttanza, resistenza e conduttanza per unita' di lunghezza. Equazioni delle linee di trasmissione nel dominio del tempo. Onde di tensione e corrente. Velocita' 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.

4. 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 conduttori ideali.

5. 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 (dualita'). Antenne come trasduttori (loro parametri).
   

6. Esercitazioni numeriche su tutti gli argomenti trattati in teoria

Bibliografia consigliata

• C. Riva, G. Gentili, "Appunti di campi elettromagnetici", Maggioli Editore.
• C. Riva, G. Gentili, "Appunti di onde elettromagnetiche con esercizi", Maggioli Editore.
• M. D'Amico, S. Maddio, C. Riva, "Elementi di Campi Elettromagnetici", Maggioli Editore.
• M. D’Amico, G. Gentili, "Esercizi di campi elettromagnetici", CUSL.
• Ramo, Whinnery, Van Duzer: Fields and waves in communication electronics, John Wiley.

Per ulteriori informazioni (prerequisiti, modalita' di valutazione, ecc.) far riferimento alla scheda pubblicata sul sito di Ateneo.

Temi d'esame e altro materiale didattico sono reperibili su WEBEEP.