Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2016/2017
Insegnamento: 
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA INFORMATICA, BIOMEDICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
Settore disciplinare: 
CAMPI ELETTROMAGNETICI (ING-INF/02)
Crediti: 
6
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48

Obiettivi

Le equazioni di Maxwell e i suoi risvolti applicativi.

Risultati di apprendimento attesi (secondo i descrittori di Dublino)

#1: Conoscenza e capacità di comprensione. La conoscenza degli elementi formali delle equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale dei diversi domini (DT, DP e DF) e delle loro relazioni.
#2: Conoscenza e capacità di comprensione applicate. Sviluppare capacità di affrontare dimostrazioni e manipolazioni matematiche delle equazioni di Maxwell per giungere a soluzioni fisiche di interesse dell’elettromagnetismo applicato. Per esempio, metodo dei potenziali per la soluzione di onda piana e del dipolo elementare.
#3: Autonomia di giudizio. Sviluppare la capacità di valutare criticamente i problemi posti e proporre l’approccio più opportuno per argomentare quanto richiesto. Capacità di connettere i risultati formali con gli aspetti fisici e applicativi.
#4: Abilità comunicative. Dimostrare capacità logico-deduttive e di sintesi nell'esposizione. Capacità di esporre in maniera sintetica, logicamente organizzata e efficace i concetti del corso.
#5: Capacità di apprendere. Saper integrare le conoscenze da varie fonti al fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse agli argomenti svolti. Capacità di relazionare i concetti chiave dell’elettromagnetismo con le diverse applicazioni e le competenze sviluppate in altri corsi.

Prerequisiti

Formali nessuno. Consigliati Analisi e Fisica.

Contenuti

I campi elettromagnetici nell'uso quotidiano e per le diverse applicazioni della società dell’informazione.
Fondamenti matematici: Richiami matematici. Spazi vettoriali. Prodotto scalare. Norma. Spazi vettoriali dotati di prodotto scalare. Spazi normati. Distanza. Spazi di Hilbert.
Richiami sui numeri complessi. Operazioni con i numeri complessi. Fasore.
Operatori vettoriali.
Le equazioni di Maxwell Equazioni di Maxwell in forma differenziale nel Dominio del tempo (DT). Equazioni di Maxwell in forma integrale nel Dominio del tempo (DT). Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell nel dominio fasoriale (DP) e nel dominio della frequenza (DF).
Le relazioni costitutive. Discontinuità, condizioni di continuità. Teoremi di unicità: problema interiore e esteriore, DT e DP/DF. Terorema di Poynting nel DT e DF. Polarizzazione d'onda. Onde piane Onde piane uniformi nel DT (spazio libero). Onde piane uniformi nel DF. Velocità di fase e di gruppo. Riflessione normale. Riflessione obliqua. Mezzi con perdite. Angolo di Brewster. Angolo limite. Riformulazione del problema mediante i potenziali. Gauge di Lorentz. Metodo della separazione delle variabili (o di Fourier). Soluzione di onda piana. Classificazione delle onde piane.
Relazione tra sorgenti e campi. Metodo dei potenziali: potenziale vettore e potenziale scalare. Dipolo elettrico elementare. Zona lontana. Equivalenza con elemento di corrente. Spira elementare. Dipolo magnetico elementare. Teorema di equivalenza di Ampere.
Fondamenti di antenne. Antenne estese. Funzione di Green. Approssimazioni della funzione di Green: zona di Fraunhofer e zona di Fresnel. Parametri di un'antenna in trasmissione: altezza efficace, resistenza di ingresso, resistenza di radiazione, direttività e guadagno. Diagrammi di radiazione. Circuito dell’antenna in trasmissione. Antenne in ricezione. Circuito dell’antenna in ricezione. Altezza efficace in ricezione. Area efficace. Relazione fra l'altezza efficace in trasmissione e in ricezione. Relazione fra guadagno e area efficace. Formula del collegamento.
Visita dei laboratori di elettromagnetismo con illustrazione dei diversi componenti a microonde e misura del diagramma di radiazione di antenna in camera anecoica.

Metodi didattici

Verifica dell'apprendimento

Testi

-G.Franceschetti, Campi Elettromagnetici, Boringhieri.
-G.Someda, Electromagnetic waves, Chapman & Hall.
-Materiale fornito dal docente.

Il materiale didattico per lo studente è reperibile sulla piattaforma e-learning edi.uniparthenope.it . (è richiesta la password)

Altre informazioni