Ingegneria Meccanica per la Transizione Verde (sede di Latina)

1 . Elettrostatica nel vuoto. Campo Elettrico e potenziale Azioni elettriche – carica elettrica e legge di Coulomb – campo elettrico – Campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota – Teorema di Gauss – Prima equazione di Maxwell – Potenziale elettrostatico – considerazioni sul significato di gradiente – Dipolo elettrico – Azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno – Sviluppo in serie di multipoli – Rotore di un campo vettoriale, significato del campo elettrostatico conservativo – cenni sulle coordinate curvilinee 2 . Sistemi di conduttori e campo elettrostatico Campo elettrostatico e distribuzione di carica nei conduttori – capacità elettrica (calcolo di capacità di strutture notevoli) – sistemi di condensatori – energia del campo elettrostatico – Azioni meccaniche di natura elettrostatica nei conduttori – problema generale dell’elettrostatica nel vuoto (equazione di Poisson-Laplace) 3 . Elettrostatica in presenza di dielettrici Costante dielettrica – cenni sulla polarizzazione dei dielettrici – vettore di polarizzazione elettrica o intensità di polarizzazione – il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e condizioni al contorno per il vettori campo elettrico e spostamento elettrico – energia elettrostatica in presenza di dielettrici – 4 . Corrente elettrica stazionaria Conduttori – corrente elettrica – densità di corrente ed equazione di continuità – resistenza e legge di Ohm – fenomeni dissipativi nei conduttori percorsi da corrente – forza elettromotrice e generatori elettrici – resistenza elettrica in strutture conduttrici ohmiche – circuiti in corrente continua – circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria (carica e scarica di condensatore) 5 . Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica – azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente – momento magnetico di un disco rotante – vettore induzione magnetica generato da correnti stazionarie nel vuoto (calcolo per strutture notevoli) – proprietà del vettore induzione magnetica nel caso stazionario – potenziale vettore – interazione fra circuiti percorsi da corrente stazionaria – Effetto Hall - 6 . Magnetismo nella materia Considerazioni introduttive - Polarizzazione magnetica e sue relazioni con le correnti microscopiche – equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia, condizioni di raccordo per il vettore induzione magnetica e per il campo magnetico – proprietà macroscopiche dei materiali dia- para e ferromagnetici – Circuiti magnetici legge di Hopkinson – 7 . Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo Induzione elettromagnetica ne sua interpretazione fisica - legge di Faraday-Neumann-Lenz – forma locale della legge di Faraday-Neumann-Lenz, terza equazione di Maxwell nel caso non stazionario – Fenomeno dell’autoinduzione e coefficiente di autoinduzione - Induzione mutua – Analisi energetica di un circuito RL – Energia magnetica e azioni meccaniche – Energia magnetica nel caso di circuiti accoppiati – quarta equazione di maxwell nel caso non stazionario - 8 . Correnti alternate Considerazioni introduttive – generalità sulle equazioni differenziali lineari del secondo ordine – grandezze alternate – metodo simbolico – fenomeno della risonanza – Legge di Galileo – Ferraris – trasformatore statico 9 . Onde elettromagnetiche Considerazioni introduttive - alcuni approfondimenti relativi alle equazioni di maxwell – equazioni delle onde elettromagnetiche – onde elettromagnetiche piane – spettro delle onde elettromagnetiche – Conservazione dell’energia e vettore di Poynting - 10 . Fenomeni classici di interazione fra radiazione e materia Condizioni di raccordo per i campi al passaggio da un mezzo a un altro – riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche – caratteristiche dell’onda riflessa e rifratta. Legge di Snell – fenomeno dell’inteferenza – Esperimento di Young

elementi di meccanica, conoscenza di derivate integrali e calcolo differenziale.

1- Mencuccini – Silvestrini “Fisica –Elettromagnetismo e ottica” + libro esercizi - casa editrice Ambrosiana 2- Mazzoldi – Nigro – Voci “Fisica Volume II” – casa editrice Edises

Lezioni 2 volte a settimana per 5 e 4 ore rispettivamente

Prova scritta di 5 esercizi da 6 punti ognuno. Prova orale di almeno 3 domande.

Spiegazione in aula usando la lavagna.

1 . Elettrostatica nel vuoto. Campo Elettrico e potenziale Azioni elettriche – carica elettrica e legge di Coulomb – campo elettrico – Campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota – Teorema di Gauss – Prima equazione di Maxwell – Potenziale elettrostatico – considerazioni sul significato di gradiente – Dipolo elettrico – Azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno – Sviluppo in serie di multipoli – Rotore di un campo vettoriale, significato del campo elettrostatico conservativo – cenni sulle coordinate curvilinee 2 . Sistemi di conduttori e campo elettrostatico Campo elettrostatico e distribuzione di carica nei conduttori – capacità elettrica (calcolo di capacità di strutture notevoli) – sistemi di condensatori – energia del campo elettrostatico – Azioni meccaniche di natura elettrostatica nei conduttori – problema generale dell’elettrostatica nel vuoto (equazione di Poisson-Laplace) 3 . Elettrostatica in presenza di dielettrici Costante dielettrica – cenni sulla polarizzazione dei dielettrici – vettore di polarizzazione elettrica o intensità di polarizzazione – il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e condizioni al contorno per il vettori campo elettrico e spostamento elettrico – energia elettrostatica in presenza di dielettrici – 4 . Corrente elettrica stazionaria Conduttori – corrente elettrica – densità di corrente ed equazione di continuità – resistenza e legge di Ohm – fenomeni dissipativi nei conduttori percorsi da corrente – forza elettromotrice e generatori elettrici – resistenza elettrica in strutture conduttrici ohmiche – circuiti in corrente continua – circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria (carica e scarica di condensatore) 5 . Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica – azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente – momento magnetico di un disco rotante – vettore induzione magnetica generato da correnti stazionarie nel vuoto (calcolo per strutture notevoli) – proprietà del vettore induzione magnetica nel caso stazionario – potenziale vettore – interazione fra circuiti percorsi da corrente stazionaria – Effetto Hall - 6 . Magnetismo nella materia Considerazioni introduttive - Polarizzazione magnetica e sue relazioni con le correnti microscopiche – equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia, condizioni di raccordo per il vettore induzione magnetica e per il campo magnetico – proprietà macroscopiche dei materiali dia- para e ferromagnetici – Circuiti magnetici legge di Hopkinson – 7 . Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo Induzione elettromagnetica ne sua interpretazione fisica - legge di Faraday-Neumann-Lenz – forma locale della legge di Faraday-Neumann-Lenz, terza equazione di Maxwell nel caso non stazionario – Fenomeno dell’autoinduzione e coefficiente di autoinduzione - Induzione mutua – Analisi energetica di un circuito RL – Energia magnetica e azioni meccaniche – Energia magnetica nel caso di circuiti accoppiati – quarta equazione di maxwell nel caso non stazionario - 8 . Correnti alternate Considerazioni introduttive – generalità sulle equazioni differenziali lineari del secondo ordine – grandezze alternate – metodo simbolico – fenomeno della risonanza – Legge di Galileo – Ferraris – trasformatore statico 9 . Onde elettromagnetiche Considerazioni introduttive - alcuni approfondimenti relativi alle equazioni di maxwell – equazioni delle onde elettromagnetiche – onde elettromagnetiche piane – spettro delle onde elettromagnetiche – Conservazione dell’energia e vettore di Poynting - 10 . Fenomeni classici di interazione fra radiazione e materia Condizioni di raccordo per i campi al passaggio da un mezzo a un altro – riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche – caratteristiche dell’onda riflessa e rifratta. Legge di Snell – fenomeno dell’inteferenza – Esperimento di Young

elementi di meccanica, conoscenza di derivate integrali e calcolo differenziale.

1- Mencuccini – Silvestrini “Fisica –Elettromagnetismo e ottica” + libro esercizi - casa editrice Ambrosiana 2- Mazzoldi – Nigro – Voci “Fisica Volume II” – casa editrice Edises

Lezioni 2 volte a settimana per 5 e 4 ore rispettivamente

Prova scritta di 5 esercizi da 6 punti ognuno. Prova orale di almeno 3 domande.

Spiegazione in aula usando la lavagna.