Scopi

Il corso fornirà le basi dello studio dei campi elettrici e magnetici stazionari e quasistazionari allo scopo di effettuare l'analisi di dispositivi e sistemi elettromagnetici di interesse per l'Ingegneria Elettrica. Il corso si propone di far acquisire allo studente quelle conoscenze sui campi elettrici e magnetici stazionari e quasi-stazionari propedeutiche a materie specialistiche sia di macchine elettriche sia di impianti elettrici. Il corso parte delle conoscenze acquisite nel corso di Fisica II e fornisce gli strumenti per la soluzione dei problemi di campo, con metodi principalmente di tipo analitico, per lo studio di casi realistici opportunamente semplificati (es. calcolo dei campi magnetici ed elettrici prodotti dalle linee aeree, dimensionamento di dispersori di impianti di terra, principio di funzionamento dei motori elettrici ed elettromagnetici, ecc.)

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:

• Elettrotecnica I

Sono inoltre considerati propedeuticità concettuali i seguenti moduli:

• Fisica II

• Elementi di analisi vettoriale
  Campi scalari e vettoriali. Flusso di un vettore. Divergenza. Teorema della divergenza. Integrale lineare di un vettore. Funzione potenziale. Gradiente. Rotazionale di un vettore. Teorema di Stokes. Campi irrotazionali, solenoidali e armonici. Laplaciano di uno scalare. Laplaciano di un vettore. Potenziale vettore.
• Il campo elettrostatico
  Equazioni del campo ed equazione costitutiva. Campi Elettrici in aria. Campi prodotti da geometrie particolari: carica puntiforme e da distribuzioni lineari di cariche. Metodo delle immagini. Capacità elettrica. Dipolo elettrico. Campi elettici in mezzi dielettrici. Rifrazione del campo elettrico. Lavoro ed energia nei sistemi elettrici: principio di conversione elettromeccanica di sistemi elettrici.
• Il campo di corrente
  Equazioni del campo ed equazione costitutiva. Caso di dispersori sferici e lineari; resistenza di terra, tensioni di passo e di contatto. Sistemi di dispersori non interagenti ed interagenti. Potenza specifica.
• Il campo magneticostatico
  Equazioni del campo ed equazione costituiva; legge della circuitazione magnetica e dei flussi magnetici. Introduzione del potenziale vettore e legge di Biot - Savart. Calcolo di campo prodotto da sorgenti filiformi: caso delle linee aeree. Materiali magnetici, circuiti e reti magnetiche. Circuiti magnetici con sorgenti costituite da avvolgimenti e da magneti permanenti. Lavoro ed energia nei campi magnetici: principio di conversione elettromeccanica di sistemi elettromagnetici.
• Il campi elettromagnetico quasi-stazionario
  Equazioni del campo ed equazione costitutiva. La legge di Faraday. Potenziali elettromagnetici. Deduzione dei bipoli ideali passivi dalle equazioni di campo in casi significativi. Coefficienti di auto e mutua induttanza. Circuiti accoppiati. Circuiti magnetici in presenza di campi magnetici quasi stazionari: soluzione di problemi campo circuito.

Testi consigliati dal docente responsabile del corso:

Teoria:

• Marcello D'Amore, Elettrotecnica, vol. I e II, SIDEREA, Roma
• O. Bottauscio, A. Canova, M. Chiampi, Elettrotecnica II, Politeko, Torino

Esercizi:

• E. Perano, Campi e circuiti magnetici, Tecnos editrice, Milano
• A. Canova, G. Gruosso, M. Tartaglia, Elettrotecnica II, Levrotto & Bella

Il testo d'esame consigliato dal prof. Aldo Canova, "Esercitazioni di Elettrotecnica - Linee e Campi", editore Levrotto e Bella è reperibile alla "Levrotto&Bella"; attraverso il sito Internet della casa editrice: http://www.levrotto-bella.net/ è possibile fare prenotazioni ed acquisti on line.

Videocorso utilizzato: Elettrotecnica II

• Prof. Marcello D'Amore, Università La Sapienza di Roma

• [1.] Introduzione al corso. Elementi di calcolo vettoriale. Regime statico o quasi statico. Il campo elettrico. La capacità
  Marcello D'Amore
• [2.] La rigidità dielettrica. Le leggi del campo elettrico
  Marcello D'Amore
• [3.] Il metodo delle immagini elettriche. I condensatori
  Marcello D'Amore
• [4.] La forza elettrostatica. Il campo elettrico e la capacità in configurazioni con due conduttori
  Marcello D'Amore
• [5.] Il campo elettrico e la capacità in configurazioni con due conduttori
  Marcello D'Amore
• [6.] Il campo elettrico e le capacità parziali in configurazioni con più di due conduttori. Cavi unipolari e tripolari
  Marcello D'Amore
• [7.] Il campo di corrente. La continuità della corrente
  Marcello D'Amore
• [8.] Il metodo delle immagini elettriche. Il campo di corrente di elettrodi in mezzo omogeneo
  Marcello D'Amore
• [9.] Il campo di corrente di dispersori di terra. Proprietà elettriche del terreno
  Marcello D'Amore
• [10.] Conducibilità di materiali conduttori, superconduttori, semiconduttori
  Marcello D'Amore
• [11.] Il campo magnetico. Le leggi del campo magnetico. Il potenziale vettore magnetico
  Marcello D'Amore
• [12.] Azioni elettrodinamiche. Il metodo delle immagini. La forza magnetomotrice
  Marcello D'Amore
• [13.] L'induzione elettromagnetica. Correnti parassite
  Marcello D'Amore
• [14.] Materiali ferromagnetici. Isteresi magnetica
  Marcello D'Amore
• [15.] Circuiti magnetici. Elettromagneti. Magneti permanenti
  Marcello D'Amore
• [16.] Induttanza e mutua induttanza
  Marcello D'Amore
• [17.] Calcolo di induttanze. Forze elettromagnetiche (parte I)
  Marcello D'Amore
• [18.] Forze elettromagnetiche (parte II). Campo magnetico rotante (parte I)
  Marcello D'Amore

Sono disponibili i seguenti temi d'esame in formato PDF:

• Appello del 18 maggio 2005 ( 84 KB)
• Appello del 12 luglio 2005 ( 89 KB)

Esame scritto con orale facoltativo. Consentito l'uso di calcolatrice e formulario (preparato dallo studente su di un foglio protocollo). Scritto: tre esercizi (2 ore). Orale: facoltativo due domande.