Apprendere le conoscenze di base dell'elettromagnetismo utili per l'analisi ed il progetto dei sistemi elettromagnetici orientati per applicazioni riguardanti i circuiti, i dispositivi, gli apparati ed i sistemi per la biomedica.
Curriculum
scheda docente
materiale didattico
Richiami di analisi vettoriale
Vettori.
Campi scalari e campi vettoriali.
Operatori differenziali.
Funzione di Dirac.
Campi irrotazionali e solenoidali.
Cenni di analisi diadica e poliadica.
Proprietà fondamentali dei campi elettromagnetici nel dominio del tempo e della frequenza
Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo.
Relazioni costitutive del mezzo nel dominio del tempo.
Condizioni al contorno nel dominio del tempo.
Teorema di Poynting nel dominio del tempo.
Teorema di unicità nel dominio del tempo.
Richiami su notazioni e calcolo complesso.
Metodo delle grandezze complesse o dei fasori.
Cenni sulla trasformata di Fourier e sulla sua utilizzazione.
Vettori complessi e relative caratteristiche di polarizzazione dei campi elettromagnetici.
Equazioni di Maxwell e relazioni costitutive del mezzo nel dominio della frequenza.
Caratteristiche dispersive e dielettrico dispersivo non polare.
Condizioni al contorno nel dominio della frequenza.
Teorema di Poynting nel dominio della frequenza.
Teorema di unicità nel dominio della frequenza.
Onde piane
Equazione di Helmholtz.
Funzioni d'onda.
Tipi di onde elettromagnetiche; onde piane e loro ruolo in elettromagnetismo.
Onde piane nello spazio libero.
Caratteristiche di propagazione delle onde piane.
Polarizzazione delle onde piane. Onde piane uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo.
Onde piane non uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo. Onde piane uniformi in un mezzo
non dispersivo e dissipativo.
Costanti secondarie del mezzo.
Spettro di onde piane.
Velocità di gruppo.
SECONDA PARTE
Campo elettromagnetico prodotto da assegnate correnti impresse
Potenziali elettrodinamici
Problema deterministico
Funzioni di Green
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: formulazione del problema
La funzione di Green per lo spazio libero
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: soluzione generale e sue approssimazioni
Potenziali ritardati
Dipolo corto
Riflessione e rifrazione di onde piane
Simmetria rispetto a un piano, campi elettromagnetici pari e dispari
Incidenza normale
Incidenza obliqua
Linee di trasmissione
Equazioni delle linee di trasmissione o dei telegrafisti
Soluzione delle equazioni delle linee di trasmissione
Impedenza, ammettenza e coefficienti di riflessione
Rapporto d'onda stazionaria
Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della riflessione delle onde piane uniformi
Diagramma di Smith e adattamento mediante stub
Guide d'onda
Strutture a simmetria cilindrica
Linee di trasmissione associate alle onde TM, TE e TEM
Guide d'onda cilindriche metalliche
Problemi di autovalori
Propagazione dei modi delle guide d'onda cilindriche metalliche
Guide d'onda rettangolari
Guide d'onda circolari e cavi coassiali
• Dispense didattiche integrative (a cura del docente)
• Esercizi svolti di Campi elettromagnetici (a cura del docente)
Testo alternativo in lingua inglese:
• F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed).
Programma
PRIMA PARTERichiami di analisi vettoriale
Vettori.
Campi scalari e campi vettoriali.
Operatori differenziali.
Funzione di Dirac.
Campi irrotazionali e solenoidali.
Cenni di analisi diadica e poliadica.
Proprietà fondamentali dei campi elettromagnetici nel dominio del tempo e della frequenza
Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo.
Relazioni costitutive del mezzo nel dominio del tempo.
Condizioni al contorno nel dominio del tempo.
Teorema di Poynting nel dominio del tempo.
Teorema di unicità nel dominio del tempo.
Richiami su notazioni e calcolo complesso.
Metodo delle grandezze complesse o dei fasori.
Cenni sulla trasformata di Fourier e sulla sua utilizzazione.
Vettori complessi e relative caratteristiche di polarizzazione dei campi elettromagnetici.
Equazioni di Maxwell e relazioni costitutive del mezzo nel dominio della frequenza.
Caratteristiche dispersive e dielettrico dispersivo non polare.
Condizioni al contorno nel dominio della frequenza.
Teorema di Poynting nel dominio della frequenza.
Teorema di unicità nel dominio della frequenza.
Onde piane
Equazione di Helmholtz.
Funzioni d'onda.
Tipi di onde elettromagnetiche; onde piane e loro ruolo in elettromagnetismo.
Onde piane nello spazio libero.
Caratteristiche di propagazione delle onde piane.
Polarizzazione delle onde piane. Onde piane uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo.
Onde piane non uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo. Onde piane uniformi in un mezzo
non dispersivo e dissipativo.
Costanti secondarie del mezzo.
Spettro di onde piane.
Velocità di gruppo.
SECONDA PARTE
Campo elettromagnetico prodotto da assegnate correnti impresse
Potenziali elettrodinamici
Problema deterministico
Funzioni di Green
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: formulazione del problema
La funzione di Green per lo spazio libero
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: soluzione generale e sue approssimazioni
Potenziali ritardati
Dipolo corto
Riflessione e rifrazione di onde piane
Simmetria rispetto a un piano, campi elettromagnetici pari e dispari
Incidenza normale
Incidenza obliqua
Linee di trasmissione
Equazioni delle linee di trasmissione o dei telegrafisti
Soluzione delle equazioni delle linee di trasmissione
Impedenza, ammettenza e coefficienti di riflessione
Rapporto d'onda stazionaria
Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della riflessione delle onde piane uniformi
Diagramma di Smith e adattamento mediante stub
Guide d'onda
Strutture a simmetria cilindrica
Linee di trasmissione associate alle onde TM, TE e TEM
Guide d'onda cilindriche metalliche
Problemi di autovalori
Propagazione dei modi delle guide d'onda cilindriche metalliche
Guide d'onda rettangolari
Guide d'onda circolari e cavi coassiali
Testi Adottati
• G. Gerosa, P. Lampariello - Lezioni di Campi elettromagnetici - Ed. Ingegneria 2000, Roma, 2006, seconda edizione.• Dispense didattiche integrative (a cura del docente)
• Esercizi svolti di Campi elettromagnetici (a cura del docente)
Testo alternativo in lingua inglese:
• F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed).
Bibliografia Di Riferimento
Libri di testo • G. Gerosa, P. Lampariello - Lezioni di Campi elettromagnetici - Ed. Ingegneria 2000, Roma, 2006, seconda edizione. • F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed). Testi di consultazione C. A. Balanis - Advanced engineering electromagnetics - John Wiley & Sons, New York, 1989. G. Barzilai - Fondamenti di Elettromagnetismo - Siderea, Roma, 1983. G. Conciauro - Introduzione alle onde elettromagnetiche - McGraw-Hill Libri Italia, Milano, 1993. G. C. Corazza - Campi elettromagnetici - Zanichelli, Bologna, 1994. G. Franceschetti - Campi elettromagnetici - Editore Boringhieri, Torino, 1983. D. S. Jones - Acoustic and Electromagnetic Waves - Clarendon Press, Oxford, 1986. S. Ramo, J. R. Whinnery, T. Van Duzer - Campi e onde nell'elettronica per le telecomunicazioni - Franco Angeli Editore, Milano, 1982. C. G. Someda - Onde elettromagnetiche - UTET, Torino, 1986. G. Toraldo di Francia, P. Buscaglioni - Onde elettromagnetiche - Zanichelli, Bologna, 1988. J. Van Bladel - Electromagnetic Fields - Hemisphere Publ. Corp., Washington, 1985.Modalità Frequenza
Frequenza non obbligatoriaModalità Valutazione
Prova scritta (max 10 punti) e due domande orali (max 10 punti ciascuna) rispettivamente sulla prima e seconda parte del programma. Sono previste due "prove in itinere" di esonero dalla prova scritta e una prova di esonero della prima parte del programma.
scheda docente
materiale didattico
Richiami di analisi vettoriale
Vettori.
Campi scalari e campi vettoriali.
Operatori differenziali.
Funzione di Dirac.
Campi irrotazionali e solenoidali.
Cenni di analisi diadica e poliadica.
Proprietà fondamentali dei campi elettromagnetici nel dominio del tempo e della frequenza
Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo.
Relazioni costitutive del mezzo nel dominio del tempo.
Condizioni al contorno nel dominio del tempo.
Teorema di Poynting nel dominio del tempo.
Teorema di unicità nel dominio del tempo.
Richiami su notazioni e calcolo complesso.
Metodo delle grandezze complesse o dei fasori.
Cenni sulla trasformata di Fourier e sulla sua utilizzazione.
Vettori complessi e relative caratteristiche di polarizzazione dei campi elettromagnetici.
Equazioni di Maxwell e relazioni costitutive del mezzo nel dominio della frequenza.
Caratteristiche dispersive e dielettrico dispersivo non polare.
Condizioni al contorno nel dominio della frequenza.
Teorema di Poynting nel dominio della frequenza.
Teorema di unicità nel dominio della frequenza.
Onde piane
Equazione di Helmholtz.
Funzioni d'onda.
Tipi di onde elettromagnetiche; onde piane e loro ruolo in elettromagnetismo.
Onde piane nello spazio libero.
Caratteristiche di propagazione delle onde piane.
Polarizzazione delle onde piane. Onde piane uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo.
Onde piane non uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo. Onde piane uniformi in un mezzo
non dispersivo e dissipativo.
Costanti secondarie del mezzo.
Spettro di onde piane.
Velocità di gruppo.
SECONDA PARTE
Campo elettromagnetico prodotto da assegnate correnti impresse
Potenziali elettrodinamici
Problema deterministico
Funzioni di Green
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: formulazione del problema
La funzione di Green per lo spazio libero
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: soluzione generale e sue approssimazioni
Potenziali ritardati
Dipolo corto
Riflessione e rifrazione di onde piane
Simmetria rispetto a un piano, campi elettromagnetici pari e dispari
Incidenza normale
Incidenza obliqua
Linee di trasmissione
Equazioni delle linee di trasmissione o dei telegrafisti
Soluzione delle equazioni delle linee di trasmissione
Impedenza, ammettenza e coefficienti di riflessione
Rapporto d'onda stazionaria
Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della riflessione delle onde piane uniformi
Diagramma di Smith e adattamento mediante stub
Guide d'onda
Strutture a simmetria cilindrica
Linee di trasmissione associate alle onde TM, TE e TEM
Guide d'onda cilindriche metalliche
Problemi di autovalori
Propagazione dei modi delle guide d'onda cilindriche metalliche
Guide d'onda rettangolari
Guide d'onda circolari e cavi coassiali
• Dispense didattiche integrative (a cura del docente)
• Esercizi svolti di Campi elettromagnetici (a cura del docente)
Testo alternativo in lingua inglese:
• F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed).
Programma
PRIMA PARTERichiami di analisi vettoriale
Vettori.
Campi scalari e campi vettoriali.
Operatori differenziali.
Funzione di Dirac.
Campi irrotazionali e solenoidali.
Cenni di analisi diadica e poliadica.
Proprietà fondamentali dei campi elettromagnetici nel dominio del tempo e della frequenza
Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo.
Relazioni costitutive del mezzo nel dominio del tempo.
Condizioni al contorno nel dominio del tempo.
Teorema di Poynting nel dominio del tempo.
Teorema di unicità nel dominio del tempo.
Richiami su notazioni e calcolo complesso.
Metodo delle grandezze complesse o dei fasori.
Cenni sulla trasformata di Fourier e sulla sua utilizzazione.
Vettori complessi e relative caratteristiche di polarizzazione dei campi elettromagnetici.
Equazioni di Maxwell e relazioni costitutive del mezzo nel dominio della frequenza.
Caratteristiche dispersive e dielettrico dispersivo non polare.
Condizioni al contorno nel dominio della frequenza.
Teorema di Poynting nel dominio della frequenza.
Teorema di unicità nel dominio della frequenza.
Onde piane
Equazione di Helmholtz.
Funzioni d'onda.
Tipi di onde elettromagnetiche; onde piane e loro ruolo in elettromagnetismo.
Onde piane nello spazio libero.
Caratteristiche di propagazione delle onde piane.
Polarizzazione delle onde piane. Onde piane uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo.
Onde piane non uniformi in un mezzo non dispersivo e non dissipativo. Onde piane uniformi in un mezzo
non dispersivo e dissipativo.
Costanti secondarie del mezzo.
Spettro di onde piane.
Velocità di gruppo.
SECONDA PARTE
Campo elettromagnetico prodotto da assegnate correnti impresse
Potenziali elettrodinamici
Problema deterministico
Funzioni di Green
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: formulazione del problema
La funzione di Green per lo spazio libero
Campo elettromagnetico prodotto da una distribuzione di correnti impresse nello spazio libero: soluzione generale e sue approssimazioni
Potenziali ritardati
Dipolo corto
Riflessione e rifrazione di onde piane
Simmetria rispetto a un piano, campi elettromagnetici pari e dispari
Incidenza normale
Incidenza obliqua
Linee di trasmissione
Equazioni delle linee di trasmissione o dei telegrafisti
Soluzione delle equazioni delle linee di trasmissione
Impedenza, ammettenza e coefficienti di riflessione
Rapporto d'onda stazionaria
Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della riflessione delle onde piane uniformi
Diagramma di Smith e adattamento mediante stub
Guide d'onda
Strutture a simmetria cilindrica
Linee di trasmissione associate alle onde TM, TE e TEM
Guide d'onda cilindriche metalliche
Problemi di autovalori
Propagazione dei modi delle guide d'onda cilindriche metalliche
Guide d'onda rettangolari
Guide d'onda circolari e cavi coassiali
Testi Adottati
• G. Gerosa, P. Lampariello - Lezioni di Campi elettromagnetici - Ed. Ingegneria 2000, Roma, 2006, seconda edizione.• Dispense didattiche integrative (a cura del docente)
• Esercizi svolti di Campi elettromagnetici (a cura del docente)
Testo alternativo in lingua inglese:
• F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed).
Bibliografia Di Riferimento
Libri di testo • G. Gerosa, P. Lampariello - Lezioni di Campi elettromagnetici - Ed. Ingegneria 2000, Roma, 2006, seconda edizione. • F. Frezza - A Primer on Electromagnetic Fields - Ed Springer International Publishing Switzerland, 2015, (1° ed). Testi di consultazione C. A. Balanis - Advanced engineering electromagnetics - John Wiley & Sons, New York, 1989. G. Barzilai - Fondamenti di Elettromagnetismo - Siderea, Roma, 1983. G. Conciauro - Introduzione alle onde elettromagnetiche - McGraw-Hill Libri Italia, Milano, 1993. G. C. Corazza - Campi elettromagnetici - Zanichelli, Bologna, 1994. G. Franceschetti - Campi elettromagnetici - Editore Boringhieri, Torino, 1983. D. S. Jones - Acoustic and Electromagnetic Waves - Clarendon Press, Oxford, 1986. S. Ramo, J. R. Whinnery, T. Van Duzer - Campi e onde nell'elettronica per le telecomunicazioni - Franco Angeli Editore, Milano, 1982. C. G. Someda - Onde elettromagnetiche - UTET, Torino, 1986. G. Toraldo di Francia, P. Buscaglioni - Onde elettromagnetiche - Zanichelli, Bologna, 1988. J. Van Bladel - Electromagnetic Fields - Hemisphere Publ. Corp., Washington, 1985.Modalità Frequenza
Frequenza non obbligatoriaModalità Valutazione
Prova scritta (max 10 punti) e due domande orali (max 10 punti ciascuna) rispettivamente sulla prima e seconda parte del programma. Sono previste due "prove in itinere" di esonero dalla prova scritta e una prova di esonero della prima parte del programma.