- Docente: Carlo Angelo Borghi
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/31
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria dell'energia elettrica (cod. 9066)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del Corso lo studente conosce in maniera approfondita l'elettromagnetismo applicato al moto dei fluidi soggetti a forze fluidodinamiche ed elettromagnetiche. Sono presi in esame le approssimazioni dell’elettromagnetismo: il regime elettrostatico, il regime quasi-stazionario e non stazionario di interesse per l’ingegneria elettrica. In oltre viene esaminata la magnetofluidodinamica che descrive l’effetto dell’interazione fra le forze dell’elettromagnetismo e della fluidodinamica. Viene esaminato il moto delle particelle cariche e dei gas ionizzati nel campo elettromagnetico ed in particolare i regimi della magnetofluidodinamica diffusivo, convettivo e convettivo-diffusivo. Verranno quindi presi in esame aspetti gli ingegneristici dell'interazione magnetofluidodinamica con flussi supersonici ed ipersonici, l'interazione EHD, e l'ingegneria della fusione termonucleare controllata a confinamento magnetico.
Contenuti
Il corso si propone di approfondire lo studio dell'elettromagnetismo e fornire la conoscenza di alcuni fenomeni di base. Quindi si dedica allo studio del moto di particelle cariche e dei gas ionizzati nei campi elettromagnetici e della fluidodinamica. Si considera quindi l'iterazione dell'elettrodinamica e della fluidodinamica.
Il programma del coso è costituito dai seguenti punti:
- Grandezze e leggi dell'Elettromagnetismo (EM)
- Potenziale scalare e potenziale vettore
- Materiali isolanti, conduttori e semiconduttori
- Calcolo delle forze elettromagnetiche
- Teorema di Poynting
- Potenziali ritardati
- Elettrodinamica non-stazionaria
- Potenziali ritardati e propagazione delle onde elettromagnetiche
- Elettrodinamica quasi-stazionaria ed approssimazione della teoria ciruitale
- Equazione della diffusione
- Effetto pelle in regime sinusoidale
- Moto di una particella carica in un campo EM
- Invarianza del momento magnetico di una particella carica in moto in un campo magnetico lentamente variabile
- Specchi magnetici
- Gas ionizzati ed interazioni fra le loro particelle
- Processi radiativi in un plasma
- Equilibrio termodinamico nei plasmi
- Lunghezza di Debye e frequenza del plasma
- Effetto guaina nel plasma
- Conducibilità elettrica e parametro di Hall: la legge di Ohm-Hall
- Approssimazione MHD e regimi magnetici nel plasma
- Numero di Reynolds magnetico, interazione magnetica e parametro di Hartmann
- L'interazione Magneto-Idro-Dinamica (MHD)
- La scarica nei gas
- La scarica a barriera dielettrica (scarica DBD) ed interazione Elettro-Idro-Dinamica (EHD)
- La fusione termonucleare controllata con confinamento magnetico
Il corso è svolto in un unico modulo.
Testi/Bibliografia
La serie completa delle diapositive del corso, proiettate durante le lezioni, costruiscono gli appunti del corso disponibili al sito web del docente (http://www.die.ing.unibo.it/pers/borghi/carlo.htm).
Sono consigliati per la consultazione e l'approfondimento i seguenti testi:
- Julius Adams Stratton, “Electromagnetic Theory”, McGraw Hill, 1941
- J.D. Jackson, “Classical Electrodynamics”, John Wiley and Sons, New York, 1975
- L. Spitzer, “Physics of Fully Ionized Gases”, Interscieces, 1962
- R.J. Rosa, “Magnetohydrodynamic Energy Conversion”, McGraw Hill, 1968
- M. Mitchner and C.H. Kruger, “Partially Ionized Gases”, John Wiley and Sons, New York, 1973.
- J.R. Roth, “Industrial Plasma Engineering”, Institute of Physics Publisching, Philadelphia, 1995-2000
Metodi didattici
Il corso sarà svolto con lezioni frontali tenute dal docente.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La modalità d'esame è orale. Ogni martedì è possibile sostenere l'esame fissandolo per appuntamento col docente tramite e-mail (ca.borghi@unibo.it)
L'esito della prova orale è in trentesimi.
La frequenza delle lezioni non è richiesta. La frequenza però, se accompagnata dalla compensione continuativa degli argomenti trattati, contribuisce in modo molto efficace alla preparazione del corso.
Strumenti a supporto della didattica
La diapositive delle lezioni sono in Italiano e descrivono il corso in modo completo. Esse pertanto costruiscono gli appunti del corso. Esse sono disponibili al sito web del docente (http://www.die.ing.unibo.it/pers/borghi/carlo.htm).
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Carlo Angelo Borghi
SDGs
L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.