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Docente
RUDOLF GERHARD CHRISTIAAN OLDEMAN (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Teledidattica 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/46 - Ord. 2016]  ELETTRICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 7 42
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/56 - Ord. 2016]  ELETTRONICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 7 42
[70/89]  INGEGNERIA ELETTRICA, ELETTRONICA E INFORMATICA [89/66 - Ord. 2016]  INFORMATICA ON LINE E IN PRESENZA (BLENDED) 7 42

Obiettivi

Gli obiettivi del corso sono la comprensione dettagliata dei principi dell’elettromagnetismo, con un formalismo relativamente elementare che usi solo derivate semplici integrali, e l’uso di questa comprensione nella soluzione di tipici problemi, che all’occasione funzionano da semplici complementi ai temi sviluppati esplcitamente.

1. Conoscenza e capacità di comprensione applicate e 2. Capacità applicative

Le capacità che vengono sviluppate sono a) la formulazione corretta, precisa, e pratica del problema fisico; b) la scelta delle parti (formule, procedure…) del formalismo sviluppato rilevanti al problema; c) la soluzione concettuale e numerica dei problemi. Come sempre lo svolgimento di semplici problemi illumina aspetti apparentemente ovvi, ma in realtà non banali, delle procedure di calcolo e interpretazione.

3. Autonomia di giudizio

L’autonomia intellettuale viene stimolata da diversi fattori che concorrono alla realizzazione del lavoro: a) la scelta e il controllo e verifica delle approssimazioni da fare o non fare nel formulare il problema; b) la formulazione numerica del problema in base allo specifico processo e formula da usare; c) la verifica sia quantitativa che concettuale (p.es. dimensionale) dei risultati e della loro qualità.

4. Abilita' nella comunicazione

Le capacità di comunicare deve migliorare, data a) la necessità di formulare esplicitamente il problema, e b) la necessità di presentare i propri risultati, inclusi gli antefatti fisici e numerici, in modo organico, comprensibile, e ragionevolmente completo.

5. Capacità di apprendere

Lo studente viene a contatto diretto con problemi di cui ha responsabilità personale, e che lo costringono a mantenere un’apertura mentale a diverse soluzioni e a sperimentare metodi diversi, nel frattempo assorbendo nuove informazioni.

Prerequisiti

Sono necessari elementi di matematica superiore (almeno il corso di Analisi Mat. I), fisica di base (Fisica Generale I). I prerequisiti strettamente necessari sono sempre richiamati nelle lezioni ed esercitazioni. Per la parte matematica, si cerca di ovviare fornendo materiale didattico su web con congruo anticipo sul sito del corso.

Contenuti

Il corso e-learning segue in sostanza lo stesso programma del corso normale, riportato qui sotto.

1 - Elettrostatica

Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb e campo elettrico. Linee di campo. Campo di una carica e di una distribuzione. Moto di una carica in campo uniforme. Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss e prima equazione di Maxwell. Applicazione della legge di Gauss a diverse distribuzioni di carica. Lavoro e potenziale elettrostatico. Superfici equipotenziali. Potenziale di una carica puntiforme e di una distribuzione. Dipoli. Relazione tra campo e potenziale, e seconda equazione di Maxwell. Campo e potenziale di un conduttore.

 2 - Condensatori 

Condensatori e capacità. Condensatore piano, sferico e cilindrico. Condensatori in serie e in parallelo. Energia del campo elettrostatico e sua densità. Condensatore con dielettrico e costante dielettrica. Energia del campo elettrostatico nei dielettrici. Polarizzazione e risposta dielettrica.

3 - Circuiti

Corrente elettrica e densità di corrente. Modello di Drude della resistività nei materiali. Resistenza e conduttanza. Legge di Ohm. Cenni su conduttori, semiconduttori, isolanti. Potenza ed effetto Joule. Forza elettromotrice. Resistori in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff applicate ai circuiti. Circuiti RC e loro caratteristiche.

4 - Campo magnetico nel vuoto

Forza magnetica e campo magnetico B. Terza equazione di Maxwell (Gauss magnetica). Forza su un filo percorso da corrente. Momento meccanico su una spira. Momento di dipolo magnetico. Legge di Biot-Savart e applicazioni. Legge di Ampère. Campo di un filo infinito, di un solenoide infinito e di un toroide. Forza tra due fili paralleli e unità di misura della corrente. Relazione campo-corrente e quarta equazione di Maxwell (Ampere).

5 - Induzione elettromagnetica 

Induzione elettromagnetica: legge di Faraday-Lenz. Completamento della seconda equazione di Maxwell (Faraday). Forza elettromotrice indotta in una spira in moto: principio del motore elettrico in corrente continua. Spira in rotazione e principio del generatore di corrente alternata. Disco di Rowland: freni elettromagnetici. Mutua induzione tra circuiti e autoinduzione. Circuito RL. Energia del campo magnetico e sua densità. Circuito LC: oscillazioni. Circuito RLC: oscillazioni smorzate; smorzamento critico. Circuito RLC con f.e.m. alternata; reattanze, induttanza, risonanza; trattazione a fasori. Trasformatore: trattazione qualitativa.

6 - Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche

Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell; completamento della quarta equazione di Maxwell. Formulazione integrale e differenziale delle equazioni di Maxwell nel vuoto. Derivazione delle onde elettromagnetiche.

Onde elettromagnetiche: spettro, generazione e propagazione. Energia trasportata, vettore di Poynting, intensità. Velocità della luce nel vuoto e nella materia. Pressione di radiazione. Origine delle forze magnetiche da elettrostatica e relatività.

Metodi Didattici

Il corso consiste di lezioni video per circa 18 ore complessive, con esercitazioni proposte su web a scadenze regolari e simulazioni d’esame verso la fine del corso. Le esercitazioni sono supplementate da discussione in aula virtuale su appuntamento. Abbondante materiale (testi, esercizi con soluzioni, etc) viene fornito sul sito del corso.

Verifica dell'apprendimento

L'esame è identico a quello del corso convenzionale, cioe una prova scritta unica, di circa 6 quesiti e durata 2 ore.

Testi

Vari testi utili sono forniti sul sito del corso.

Altre Informazioni

Oltre al sito del corso, anche la pagina http://people.unica.it/vincenzofiorentini/didattica/materiale-didattico/ contiene testi utili, complementi, e le esercitazioni e simulazioni di esame (con soluzione) svolte nel corso in presenza negli anni precedenti, e progressivamente, nell'anno in corso.

RIcevimento su appuntamento via mail, al Dipartimento di Fisica, Cittadella Universitaria.

Per informazioni sul trattamento dei DSA vedere qui: http://corsi.unica.it/ingegneriaelettricaeelettronica/info-dsa/

Questionario e social

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