Obiettivi dell'insegnamento
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.)
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Prerequisiti
Sono previste le seguenti precedenze di acquisto: Sono inoltre considerati propedeuticità concettuali i seguenti moduli:
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Programma
- 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.
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Bibliografia
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:
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Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
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.
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Orario delle lezioni
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Statistiche superamento esami
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Programma provvisorio per l'A.A.2009/10
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