- Docente: Gabriele Neretti
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/31
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Gabriele Neretti (Modulo 1) Leonardo Sandrolini (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria dell'energia elettrica (cod. 9066)
Conoscenze e abilità da conseguire
Il corso intende riprendere concetti di elettromagnetismo di base, sia nel vuoto che in presenza di mezzi materiali, approfondendo poi elementi di elettrodinamica non-stazionaria e quasi stazionaria, passando quindi per tematiche quali l’effetto pelle, la propagazione delle onde elettromagnetiche sia in mezzi illimitati sia guidata, i metodi e le tecniche di schermatura elettromagnetica e le forze di origine elettromagnetica. Una parte del corso sarà altresì dedicata ai vari regimi di scarica elettrica in corrente continua e alternata, con riferimento ad applicazioni specifiche quali fulminazioni, interruttori e scariche nei dielettrici.
Contenuti
Modulo 1
Richiami di elettromagnetismo: vettori del campo elettromagnetico, leggi di Maxwell, proprietà dei mezzi materiali
Forze di origine elettromagnetica: forze agenti su particelle cariche, forze di origine magnetica ed elettrostatica. Interazione tra campi elettromagnetici e mezzi conduttivi.
Scariche elettriche: proprietà fondamentali delle scariche elettriche, equilibrio termodinamico dei plasmi e differenti regimi di scarica
Applicazioni di scariche elettriche: Applicazioni industriali di plasmi termici e non-termici ad alta e bassa pressione.
Modulo 2
Elettrodinamica non stazionaria: Equazioni delle onde non omogenee e potenziali ritardati.
Elettrodinamica quasi stazionaria: Approssimazione quasi-stazionaria. Effetto pelle.
Onde in un mezzo illimitato: Onde piane uniformi (onde TEM) in un mezzo privo di perdite. Onde piane uniformi in mezzi con perdite: caso generale. Onde piane uniformi in un conduttore e in dielettrico con perdite. Materiali dispersivi. Analogia tra linee di trasmissione e onde piane uniformi. Onde piane uniformi incidenti perpendicolarmente su un'interfaccia piana.
Schermatura elettromagnetica: Efficienza di schermatura. Metodi per il calcolo dell'efficienza di schermatura. Schermatura di onde piane uniformi. Studio di una struttura elettricamente piccola mediante l'equazione della diffusione in termini del potenziale vettore magnetico ed applicazione a schermi multistrato. Schermi con aperture. Impedenza di trasferimento di contenitori, cavi, connettori, giunzioni. Tecniche per la misura dell'efficienza di schermatura. Materiali schermanti.
Antenne a dipoli elementari: Campo elettromagnetico irradiato da dipoli elementari. Dipolo elettrico e dipolo magnetico. Approssimazioni di campo vicino e campo lontano. Impedenza del campo vicino. Campi ad alta e bassa impedenza.
Guide d'onda rettangolari: Soluzione delle equazioni delle onde in una guida d'onda rettangolare riempita con materiale privo di sorgenti e di perdite. Modi TM (magnetico trasversale). Modi TE (elettrico trasversale). Propagazione di onde in una guida.
Testi/Bibliografia
- J. D. Jackson 'Classical Electrodynamics', Wiley
- J. R. Roth 'Industrial Plasma Engineering', Vol 1 e 2, Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia
-Fawwaz Ulaby, U. Ravaioli, "Fundamentals of Applied Electromagnetics”, 8th ed., 2020, Pearson.
- D. Cheng, “Field and Wave Electromagnetics”, 2nd ed., 2013, Pearson.
Metodi didattici
Le lezioni frontali sono integrate da esercitazioni numeriche al calcolatore e pratiche di laboratorio.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame finale orale.
Strumenti a supporto della didattica
Tracce delle lezioni del corso reperibili su Virtuale Unibo
Orario di ricevimento
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