Politecnico di Milano
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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
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. 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). Incidenza obliqua su discontinuità dielettriche (TE e TM).

 

3. Linee di trasmissione (equazione dei telegrafi)

Linee di trasmissione TEM: cavo coassiale, linea bifilare.

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. Guide d'onda e linee quasi-TEM

Linee di trasmissione quasi TEM: 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. Modi TE e TM come sovrapposizione di onde piane TEM.

  

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). 

Antenne come trasduttori (loro parametri).

 

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
Risorsa bibliografica facoltativaCarlo Riva e Gian Guido Gentili, Appunti di onde elettromagnetiche con esercizi, Editore: Maggioli Editore
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

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.

20/09/2017 Area Servizi ICT v. 1.2.3 / 1.2.3