Politecnico di Milano
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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2013/2014
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 088680 - CAMPI ELETTROMAGNETICI
Docente D'Amico Michele
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare


Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (357) INGEGNERIA ELETTRONICA*AZZZZ088680 - CAMPI ELETTROMAGNETICI

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi 

Il corso di campi elettromagnetici è un corso di base sull’elettromagnetismo. Si parte dalle equazioni di Maxwell (richiami), presentate in forma differenziale, e si applicano tali equazioni allo studio delle linee di trasmissione, delle onde piane e della radiazione. Lo studente è così introdotto al problema della propagazione delle onde elettromagnetiche guidate e irradiate.

 

Programma delle lezioni e delle esercitazioni 

 

1. Richiami di elettrostatica ed elettrodinamica classica

Campi scalari e vettoriali. Operatori differenziali vettoriali.

Campo elettrico: densità di flusso elettrico e legge di Gauss; il potenziale elettrostatico; energia elettrostatica; capacità.

Campo magnetico: densità di flusso magnetico e relativa legge di Gauss; energia magnetostatica; induttanza.

Condizioni al contorno dei campi statici elettrico e magnetico all’interfaccia fra 2 mezzi.

Equazioni di Maxwell. Relazione costitutive dei mezzi. Condizioni al contorno. Regime stazionario sinusoidale: fasori e vettori fasori. Equazioni di Maxwell in regime stazionario sinusoidale.

 

2. Guide d'onda

Strutture guidanti metalliche a simmetria cilindrica.

Linee di trasmissione TEM e quasi TEM: cavo coassiale; stripline; microstriscia. Distribuzioni dei campi in una generica sezione.

Linee di trasmissione TE e TM. Guide d'onda rettangolari. Distribuzioni dei campi in una generica sezione.

 

3. Linee di trasmissione (equazione dei telegrafi)

Capacità, induttanza, resistenza e conduttanza per unità di lunghezza.

Equazioni delle linee di trasmissione nel dominio del tempo. Onde di tensione e corrente. Velocità di propagazione, impedenza caratteristica e coefficiente di riflessione. Transitorio su una linea di trasmissione.

Equazioni delle linee di trasmissione in regime sinusoidale. Rapporto d’onda stazionaria. Studio dell’inviluppo della tensione e della corrente lungo una linea di trasmissione. Flusso di potenza e trasferimento di potenza ad un carico. Perdite nei conduttori e nel dielettrico. Il diagramma di Smith.

Strutture adattanti: trasformatore lambda/4 semplice e con neutralizzazione; stub semplice, reti ad L, T e Pi-greco con componenti concentrati.

 

4. Onde piane

Onde piane uniformi in mezzi ideali in regime tempo-variante.

Onde piane uniformi in mezzi ideali e con perdite in regime sinusoidale. Effetto pelle.

Polarizzazione di un’onda piana (lineare, circolare, ellittica).

Riflessione delle onde piane con incidenza normale in mezzi senza perdite. Coefficiente di riflessione e di trasmissione. Incidenza normale sui multistrati (risoluzione con il modello a linee di trasmissione). Incidenza obliqua su piani metallici (TE e TM).

 

5. Radiazione

Potenziali ritardati. Potenziale vettore. Funzione di Green per la sorgente elementare.

Radiazione del dipolo hertziano elettrico: campo vicino, di induzione e di radiazione.

Radiazione del dipolo magnetico (dualità).

 

6. Esercitazioni

Esercizi numerici su tutti gli argomenti trattati in teoria.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaCarlo Riva e Gian Guido Gentili, Appunti di Campi Elettromagnetici, Editore: Maggioli Editore, Anno edizione: 2008
Risorsa bibliografica facoltativaM. D'Amico, G.G. Gentili, Esercizi di Campi Elettromagnetici, Editore: CUSL
Risorsa bibliografica facoltativaSimon Ramo, John R. Whinnery, Theodore Van Duzer, Fields and Waves in Communication Electronics
Risorsa bibliografica facoltativaFawwaz T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, Editore: McGraw-Hill

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
60.0
esercitazione
40.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano

Note Sulla ModalitÓ di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta; a discrezione del docente, questa può essere integrata da una prova orale.

22/11/2017 Area Servizi ICT v. 1.2.3 / 1.2.3