L'insegnamento illustra le leggi fondamentali dell’Elettromagnetismo Classico e delle Onde Elettromagnetiche.

Lo scopo è di acquisire le conoscenze di base relative a principi fisici, basi matematiche ed evidenze sperimentali dei fenomeni descritti dalle equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. Sono trattati in particolare i fenomeni elettrostatici e magnetostatici, quelli induttivi e le onde elettromagnetiche. Le abilità acquisite dallo studente consistono nell’applicazione di tali conoscenze alla soluzione di problemi riguardanti i fenomeni elettromagnetici nei regimi stazionario e dipendente dal tempo e le proprietà delle radiazioni elettromagnetiche. Le conoscenze e le abilità acquisite sono propedeutiche agli insegnamenti successivi riguardanti i fondamenti e le tecnologie alla base dell' ingegneria dell’informazione e della comunicazione (ICT). Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - applicare le leggi fondamentali dell'elettromagnetismo classico - risolvere problemi pratici relativi all'elettromagnetismo classico - analizzare e discutere fenomeni ed esperimenti relativi all'elettromagnetismo classico

Strumenti e concetti appresi nell'insegnamento di Fisica I sono un prerequisito fondamentale. La comprensione degli argomenti dell'insegnamento presuppone familiarità con gli strumenti matematici trattati in Analisi Matematica I e II e in Algebra Lineare e Geometria, in particolare il calcolo integrale e differenziale delle funzioni di una o più variabili, l’algebra e il calcolo vettoriale.

Campi elettrici stazionari (~10 ore -1CFU): Legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, moto di una carica in un campo elettrico uniforme. Distribuzioni discrete e continue di carica. Dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. Capacità elettrica. Condensatori. Energia del campo elettrico. Conduttività elettrica, legge di Ohm, effetto Joule. Campi magnetici stazionari (~15 ore – 1.5 CFU): Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Forza magnetica su una corrente elettrica, coppia magnetica su una spira rettangolare e di forma qualsiasi, momento di dipolo magnetico. Le sorgenti del campo magnetico: legge di Ampère-Laplace e applicazione con corrente rettilinea (formula di Biot-Savart, forze fra correnti) e con corrente chiusa. Solenoide di lunghezza infinita o finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi stazionari. Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo (~15 ore -1.5 CFU): Induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Henry, moto relativo di un conduttore e di un campo magnetico. Autoinduzione. Circuiti accoppiati, mutua induzione. Energia del campo magnetico. Principio di conservazione della carica, legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi elettromagnetici dipendenti dal tempo nel vuoto. Onde elettromagnetiche (~10 ore -1CFU): Propagazione delle onde, cenni sulle onde elastiche. Equazione delle onde elettromagnetiche (derivazione dalle equazioni di Maxwell). Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche piane, vettore di Poynting. Pressione di radiazione, polarizzazione delle onde elettromagnetiche, radiazione elettromagnetica di un dipolo elettrico oscillante. Spettro delle onde elettromagnetiche.

L'insegnamento (5 crediti) si articola in 37.5 ore di lezione e 12.5 ore di esercitazioni

Testo di riferimento per teoria ed esercizi: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, Elettromagnetismo - Onde, vol. II, EdiSES, Napoli, 2010. Il libro di testo contiene numerosi esercizi e problemi, anche svolti. Ulteriore materiale di supporto (diapositive, eserciziari) sarà messo a disposizione degli studenti mediante il portale della didattica a cura dei docenti. Inoltre saranno rese accessibili le videolezioni degli anni precedenti.

Slides; Esercizi; Esercizi risolti; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame del corso "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" (12 CFU) ha lo scopo di accertare le conoscenze acquisite dallo studente sia nel modulo “Fisica II” (5 CFU) che nel modulo “Elettrotecnica” (7 CFU). Non è possibile sostenere l’esame di un singolo modulo in ciascun appello. Lo studente che intende sostenere l’esame di "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" (12 CFU) deve pertanto prenotarsi per entrambi i moduli di Fisica II ed Elettrotecnica in ciascun appello. L’esame consiste in: - TEST AL PC (in aula oppure LAIB): - PROVA SCRITTA (in aula oppure LAIB); TEST AL PC Possono accedere al TEST AL PC solo gli studenti regolarmente prenotati secondo la procedura prevista sul portale della didattica. Include 15 domande a risposta multipla sui contenuti del modulo di Fisica II e ha durata di 30 minuti. Ogni risposta ha la seguente valutazione: corretta = 2 punti; sbagliata = -0.66 punti; non data = 0 punti. Il punteggio V_TF del TEST AL PC è ottenuto come somma dei punti per ogni domanda a risposta multipla. Il valore massimo di V_TF è 30 punti. PROVA SCRITTA Possono accedere alla PROVA SCRITTA solo gli studenti con V_TF almeno pari a 15 punti. Ha una durata di 90 minuti. Include: - 6 esercizi brevi a risposta multipla sul modulo di Elettrotecnica (4 esercizi da 2 punti e 2 esercizi da 3 punti). Ogni esercizio breve ha la seguente valutazione: risposta corretta = punti esercizio; risposta sbagliata = -1/3 dei punti esercizio; risposta non data = 0 punti. Il punteggio V_E1 relativo ai 6 esercizi brevi di Elettrotecnica è ottenuto come somma punti per ogni esercizio breve. Il valore massimo di V_E1 è 14 punti. - 1 problema sui contenuti del modulo di Elettrotecnica da 5 punti. Il punteggio massimo V_E2 relativo a questo problema è 5 punti. - 1 problema/domanda sui contenuti del modulo di Fisica II da 5 punti. Il punteggio massimo V_F relativo a questo problema/domanda è 5 punti. La valutazione V complessiva del TEST AL PC e della PROVA SCRITTA è ottenuta sommando i punti ottenuti secondo il seguente criterio: V=0,3*V_TF+V_F+V_E1+V_E2 Il valore massimo di V è 33 punti di cui, in base ai crediti assegnati ad ogni modulo del corso "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" (12 CFU), 14 punti relativi a Fisica II (5 CFU) e 19 punti relativi ad Elettrotecnica (7 CFU). L'esame del corso "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" si intende superato se V è maggiore o uguale a 18 punti. Il voto con cui sarà registrato l'esame di "Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti" è: - l’arrotondamento all’intero più vicino a V se V è minore di 29,5; - 30/30 se V è maggiore o uguale a 29,5 e minore di 31,5 ; - 30L/30 se V è maggiore o uguale a 31,5. La prenotazione è obbligatoria per poter sostenere l’esame e va effettuata sul Portale della Didattica, rispettando tassativamente le modalità e le scadenze stabilite dalla Segreteria Didattica. Durante le prove, non è consentito utilizzare libri, appunti o altro materiale didattico attinente al programma del Corso. Sarà resa disponibile la calcolatrice sui computer del LAIB o consentito l’uso di una calcolatrice scientifica.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.