Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2007/08
08AXMHL, 08AXMHI
Fisica generale II
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Verres/Ivrea
Corso di Laurea in Ingegneria Meccatronica - Verres/Ivrea
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Tresso Elena Maria ORARIO RICEVIMENTO AC FIS/01 6 0 0 0 7
Ummarino Giovanni ORARIO RICEVIMENTO A2 FIS/03 6 0 0 0 4
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01 6 A - Di base Fisica e chimica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso fornisce allo studente una cultura di base sui fondamenti dell'elettromagnetismo, nonche' la capacita' di applicare modelli fisici e concetti matematici a problemi concreti nel campo dell'ingegneria.
Competenze attese
Analisi Matematica I, Analisi Matematica II, Geometria , Fisica I
Prerequisiti
E' necessario che lo studente sappia applicare:
il calcolo differenziale e integrale per le funzioni di una o piu' variabili;
il calcolo vettoriale;
i temi generali trattati nel modulo di Fisica 1
Programma
Cariche elettriche. Isolanti e conduttori. Struttura elettrica della materia. Misura delle cariche elettriche. La legge di Coulomb. Campo elettrostatico. Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di carica. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Esperienza di Millikan..
Lavoro della forza elettrica. Potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo elettrostatico come gradiente del potenziale. Superfici equipotenziali. Il rotore del campo elettrostatico. Il dipolo elettrico. La forza su un dipolo elettrico.
Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss. Acune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. Campo elettrostatico nell'intorno di uno strato superficiale di carica. Legge di Gauss in forma differenziale. Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica. Equazioni di Poisson e Laplace.
Conduttori in equilibrio. Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Sistemi di conduttori. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico. Dielettrici. La costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici. Equazioni generali dell'elettrostatica in presenza di dielettrici.
Conduzione elettrica. Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria. Legge di Ohm della conduzione elettrica. Resistori in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore. Corrente di spostamento. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche.
Interazione magnetica. Campo magnetico. Elettricità e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momenti meccanici su circuiti piani. Principio di equivalenza di Ampère. Effetto Hall. Moti di particelle cariche in un campo magnetico. Campo magnetico prodotto da una corrente. Calcolo di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra circuiti percorsi da corrente. Legge di Ampère. Proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica .
La legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Origine del campo elettrico indotto e della forza elettromotrice indotta. Applicazione della legge di Faraday. Autoinduzione. Induzione mutua. Legge di Ampère-Maxwell. Le equazioni di Maxwell. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale.
Oscillazioni elettriche. Circuiti in corrente alternata. Il circuito RCL in serie. Risonanza. Potenza nei circuiti a corrente alternata.
Introduzione alle onde elettromagnetiche. Onde piane. Deduzione delle onde elettromagnetiche piane dalle equazioni di Maxwell. Energia di un'onda elettromagnetiche piana. Vettore di Poynting. Quantità di moto di un'onda elettromagnetiche piana. Pressione di radiazione. Polarizzazione delle onde elettromagnetiche. Radiazione elettromagnetica prodotta da un dipolo elettrico oscillante. Spettro delle onde elettromagnetiche.
Inoltre saranno dati dei cenni sul ciclo di isteresi nei materiali ferromagnetici, sui superconduttori, sul potenziale vettore e sull'invarianza di gauge.
Laboratori e/o esercitazioni
Esercitazioni in aula integrate con le ore di lezione. In laboratorio gli studenti realizzano due esperimenti ed elaborano le misure effettuate
Bibliografia
Testo di riferimento
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci 'Elementi di Fisica: Elettromagnetismo ' vol. II, EdiSES (Napoli, 2002)
Testo per gli esercizi
A. Tartaglia "300 Esercizi svolti di elettromagnetismo e ottica" Editrice Levrotto&Bella (Torino, 1986)
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L' esame consiste in un test obbligatorio al calcolatore e in una eventuale prova orale facoltativa di teoria.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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