corso

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LEZIONI ELETTROMAGNETISMO 2016/2017

LEZIONE DEL 19/09/2016 (1 ora e mezza) Introduzione

fenomeni elettrici legge di Coulomb

forza elettrica e forza gravitazionale: Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica#1. Forza elettrica e gravitazionale

quantizzazione carica elettrica Conservazione della carica elettrica

LEZIONE DEL 20/9/2016 (2 ore) Sovrapposizione delle forze elettriche

13 Tre particelle cariche su una linea.

3. Tre particelle cariche ai vertici di un triangolo equilatero Campi scalari e campi vettoriali

Campo elettrico

Campo elettrico di un carica e di n cariche rappresentazione in coordinate sferiche

LEZIONE DEL 22/9/2016 (3 ore)

Campo elettrico sull'asse di un poligono regolare di perimetro dato e cariche eguali sui vertici. Campo elettrico di distribuzioni continue

Campo elettrico di distribuzioni lineari con 2 esercizi che stanno in

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica: #12._Una_sbarretta_sottile_isolante

#10._Una_spira_circolare_carica #18 Anello con distribuzione dipolare

Campo elettrico in distribuzioni piane continue, densità superficiale di carica

esercizio che sta in https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica: #6 disco uniformente carico

Campo elettrico in distribuzioni volumetriche continue, densità di carica Il teorema di Gauss in forma integrale e sua dimostrazione

Simmetria sferica.

Sfera uniformente carica, in coordinate radiali e cartesiane Sfera con carica crescente linearmente dal centro

Applicazione del teorema di Gauss alla simmetria sferica con densità variabili (potenze di r) Esercizio su due sfere eguali con cariche opposte a varie distanze fino a sovrapporsi parzialmente. Applicazione del teorema di Gauss alla simmetria cilindrica: filo indefinito, cilindro indefinito: espressione in coordinate cartesiane.

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Teorema della divergenza per il campo elettrico. Il teorema di Gauss in forma locale.

Verifica per distribuzioni uniformi sferiche e cilindriche della sua validità. Applicazione al caso di doppio strato piano netto e graduale.

Conservatività del campo elettrico,

Energia potenziale elettrica e Il potenziale elettrico: caso della carica puntiforme.

Unità di misura di campi elettrici, differenze di potenziale e carica elettrica. Ordini di grandezza. Potenziale elettrico di sistemi di cariche. Il dipolo elettrico. Cariche distribuite e loro potenziale anello carico e disco. Dal potenziale al campo elettrico il gradiente di V,

Dal potenziale di un dipolo al campo elettrico prodotto. Dal potenziale di un anello al campo elettrico. Dal potenziale di un disco al campo elettrico.

Potenziale di una sfera carica uniformemente. Doppio strato e campo uniforme.

Un dipolo in un campo elettrico uniforme.

LEZIONE DEL 30/09/2016 (2 ore) Dipoli in campi elettrici uniformi e non uniformi.

Forza tra una carica ed un dipolo allineato. Forza tra due dipoli.

Una sfera uniformemente carica con due fori.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La legge di Gauss #24 Sfera con due fori

Problema 1 del 12.2.2015 (ingegneria civile) un arco di circonferenza carico Problema 1 del 18.2.2014 (ingegneria industriale) Uno strato con carica variabile

Problema 1 del 13.1.2015 (ingegneria informatica) Una distribuzione cilindrica non uniforme. LEZIONE DEL 4/10/2016 (2 ore)

Energia del campo elettrostatico: caso discreto e caso continuo.

Energia necessaria a costruire una sfera uniformemente carica e un guscio sferico.

Energia per unità di volume dovuta al campo elettrico: dimostrazione della formula con un esempio della sfera uniformemente carica.

La divergenza del campo elettrico e la sua circuitazione. Le corrispondenti equazioni locali. Introduzione sui conduttori.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La legge di Gauss #24 Sfera con due fori

Problema 1 del 12.2.2015 (ingegneria civile) un arco di circonferenza carico Problema 1 del 18.2.2014 (ingegneria industriale) Uno strato con carica variabile Problema 1 del 13.1.2 Teorema di Coulomb, non contraddizione con lastra carica

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https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica della materia #5._Spessore_strato_carico_in_un_conduttore

Induzione elettrostatica Effetto punta.

Cavità dentro conduttori: la gabbia di Faraday

Capacità elettrica, unità, ordini di grandezza: condensatore a facce piane e parallele, condensatore sferico e casi limite, condensatore cilindrico

LEZIONE DEL 7/10/2016 (2 ore) Condensatori in serie e parallelo.

4 condensatori in varie combinazioni serie parallelo

Un condensatore carico collegato ad uno scarico: conservazione carica ed energia. Sfere metalliche concentriche cariche con cariche di stesso segno.

LEZIONE DEL 10/10/2016 (2 ore) Azioni meccaniche elettrostatiche nei conduttori

Problema generale dell’elettrostatica del vuoto: equazioni di Laplace e Poisson. Unicità dell’equazione di Poisson.

Carica immagine per piano e sfera.

Costante dielettrica relativa, polarizzabilità per deformazione e per orientamento,, il vettore di polarizzazione, densità di carica di polarizzazione.

Suscettività elettrica e constante dielettrica relativa.

LEZIONE DEL 13/10/2016 (3 ore) La densità di carica di polarizzazione superficiale e volumetrica Equazioni locali e integrali di Maxwell in presenza di materia Il vettore D spostamento elettrico

Energia del campo elettrostatico nei dielettrici Condizioni al contorno per E e D nei dielettrici Rigidità dielettrica.

Wikibooks: Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica_nella_materia #12._Due_strati_in_serie

#13._Due_strati_in_parallelo #14._Un_dielettrico_non_uniforme

ESERCITAZIONE DEL 14/10/2016 (2 ore) (Piersanti) Wikibooks: Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_legge_di_Gauss

#3._Campo_elettrico_terrestre #4._Tre_gusci_sferici.

LEZIONE DEL 18/10/2016 (2 ore) Esercizio con tre condensatori e una massa comune

Tre gusci sferici con estremi non connessi e connessi.

wikibooks:Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica_nella_materia #2._Due_condensatori_incrociati

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#4._Un_condensatore_con_una_lastra

Una sfera carica a metà su un dielettrico uniforme..

Densità numerica dei portatori di carica nei conduttori. Velocità quadratica media degli elettroni. La corrente elettrica stazionaria.

La densità di corrente.

La legge di Ohm in forma macroscopica. Resistività elettrica. La resistenza di un conduttore a sezione costante.

La legge di Ohm in forma microscopica, tempo di deriva, velocità di deriva. Legge di continuità in forma macroscopica e microscopica.

Resistenze in serie e parallelo.

La resistenza di un conduttore di forma qualsiasi. Limite della legge di Ohm per i conduttori non ohmici.

ESERCITAZIONE DEL 21/10/2016 (2 ore) (Piersanti)

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_legge_di_Gauss#19._Nuvola_sferica_con_densità_va riabile.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Elettrostatica_nella_materia#11._Tre_gusci.

Resistività e conducibilità elettrica. Resistenza di un conduttore a sezione conica. Costante di tempo di scarica di condensatori piani, sferici e cilindrici.

Coefficiente di temperatura. Cenni sui superconduttori. Effetto Joule in forma microscopica e macroscopica. Reti di resistenze e resistenza equivalente.

Generatori di f.e.m.: batterie, accumulatori, cenno sui generatori di f.e.m.. Campo elettromotore.. Resistenza interna. Carica totale. Energia immagazzinata. La prima legge di Kirchhoff. Ramo di un circuito. La II legge di Kirchhoff. Una maglia semplice.

LEZIONE DEL 03/11/2016 (3 ore) Sistema a due maglie, resistenze variabili, uso del teorema di Thevenin. Esercizi su sfere cariche dielettriche, cariche libere di polarizzazione. Strato spesso carico con cariche all'esterno.

COMPITO DI ESONERO 04/11/2016 (1 ora)

LEZIONE DEL 07/11/2016 (2 ore) Elementi circuitali R,C e generatori di f.e.m.in serie e parallelo.

Carica di un condensatore, corrente di carica, energia del generatore, energia dissipata, energia immagazzinata.

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https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_corrente_elettrica#12._Scarica_condensatore_con_2_R https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_corrente_elettrica#20._Un_condensatore_parzialmente_c arico

LEZIONE DEL 10/11/2016 (3 ore) Basi sperimentali del magnetismo.

Legame tra correnti e campi magnetici II formula di Laplace.

definizione di B. Forza di Lorentz. Moto di una carica in B. Motore lineare.

Una spira in un campo magnetico. Il motore in corrente continua.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_corrente_elettrica#5._Tre_resistenze

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_corrente_elettrica#8._Tre_generatori_su_una_resistenza_ R

LEZIONE DEL 14/11/2016 (2 ore) Riepilogo sulla prima formula di Laplace.

Forza di Lorentz Effetto Hall

Campo di induzione magnetica di un filo molto lungo. Campo di induzione magnetica di una spira.

Campo di induzione magnetica di un dipolo magnetico. Differenze e analogie con dipoli elettrici.

LEZIONE DEL 15/11/2016 (2 ore) Campo magnetico sull’asse di una spira quadrata

Forza di attrazione tra due fili paralleli con correnti equiverse. Forza tra due cariche in moto parallele: collegamento con la relatività

Equazioni generali della magnetostatica in forma integrale e differenziale: completamento delle equazioni di Maxwell per la magnetostatica.

ESERCITAZIONE DEL 17/11/2016 (3 ore) Tre Esercizi sul transitorio capacitativo.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/La_corrente_elettrica#17._Scarica_di_un_condensatore_con _due_generatori

Legge di Ampère e sue applicazioni, il campo di induzione di un filo di sezione finita e di un cavo coassiale. Calcolo del campo di induzione del solenoide ideale.

Calcolo del campo al centro di un solenoide qualsiasi: casi limite.

Il potenziale vettore, scelta di gauge, estensione della legge di Poisson al potenziale vettore. LEZIONE DEL 21/11/2016 (2 ore) Riepilogo di magnetostatica.

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Una sbarra viaggiante su rotaie fisse in un campo magnetico uniforme normale al piano: velocità costante e velocità variabile. Considerazioni energetiche.

LEZIONE DEL 22/11/2016 (2 ore) Formulazione della legge di Faraday-Newmann

Campo magnetico variabile nel tempo.

Campo magnetico non uniforme in moto con circuito fermo. Circuito rigido in moto.

Circuito non rigido in moto in un campo unoforme.

Caso del circuito rigido in moto in un campo magnetico variabile linearmente nella direzione del moto. LEZIONE DEL 24/11/2016 (3 ore)

Riepilogo delle leggi di Faraday.

L’induttanza, induttanza di un solenoide, induttanza approssimativa di un anello. Transitorio induttivo extracorrente di chiusura e di apertura il caso generale. Il potenziale vettore.

Energia del campo magnetico.

ESERCITAZIONE DEL 25/11/2016 (2 ore) (Piersanti) https://sites.google.com/site/fisica2aquilaingegneria/compiti-di-esame

dal Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Civile e Ambientale prove di esame: 17 giugno 2016 esercizio 2.

20 luglio 2016 esercizio 2 4 luglio 2016 esercizio 2

LEZIONE DEL 28/11/2016 (1 ora) II Esonero

LEZIONE DEL 29/11/2016 (2 ore) Induttanza di un cavo coassiale

Induttanza di due fili paralleli

Mutua induttanza e legame con il potenziale vettore

Mutua induttanza di due solenoidi concentrici e due spire coassiali. Cenno sul trasformatore.

Induttanze in serie e parallelo.

LEZIONE DEL 01/12/2016 (3 ore) L’alternatore

Correnti di Focault Legge di Felici

La legge di Faraday in forma locale.

La corrente di spostamento e la legge di Ampère-Maxwell

https://sites.google.com/site/fisica2aquilaingegneria/compiti-di-esame Compiti di esame di Fisica e Matematica

Compito di esonero del 11/01/2016 Compito di esame del 14.06/2016

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https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Leggi_di_Laplace_e_Amp %C3%A8re#3._Un_dipolo_ruotante https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Leggi_di_Laplace_e_Amp %C3%A8re#10._Nastro_percorso_da_corrente https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Leggi_di_Laplace_e_Amp %C3%A8re#9._Campo_magnetico_terrestre

LEZIONE DEL 05/12/2016 (2 ore) Le onde proprietà generali. Onde progressive e regressive

Onde armoniche. Fronte d’onda

Dalle equazioni di Maxwell nel vuoto all'equazione delle onde piane Proprietà delle onde elettromagnetiche.

Dalle equazioni di Maxwell nel caso tridimensionale all'equazione delle onde. LEZIONE DEL 06/12/2016 (2 ore) Relazione tra campo elettrico e magnetico per un’onda polarizzata linearmente Equazione delle onde sferiche

Il vettore di Poynting: potenza trasportata e pressione di radiazione.

LEZIONE DEL 12/12/2016 (2 ore) Magnetismo della materia

Permeabilità magnetica relativa. Vettore M e H.

Leggi della magnetostatica in presenza di materia locali ed integrali. Passaggio da un mezzo ad un altro.

Circuiti magnetici. La riluttanza.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Magnetismo_della_materia#1._Un_semplice_anello https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Magnetismo_della_materia#2._Un_anello_con_un_taglio https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Magnetismo_della_materia#6._Un_circuito_magnetico

LEZIONE DEL 15/12/2016 (3 ore) Energia e campo magnetico.

Materiali diamegnetici e paramagnetici: cenno sulle proprietà macroscopiche e microscopiche. Circuiti risonanti RLC: oscillanti, smorzati e critici.

ESERCITAZIONE DEL 16/12/2016 (2 ore) (Piersanti) Esercizi di esame di Ingegneria, terzo esercizio: del 8/9/2014, 8/9/2015 e 17/6/2016

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Correnti_alternate#14._Circuito_risonante_oscillante https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Correnti_alternate#15._Circuito_RLC_smorzato Segnali periodici, segnali alternati, valore efficace, cenni sull’analisi di Fourier.

Comportamento in corrente alternata di resistenze, condensatori e induttanze. LEZIONE DEL 20/12/2016 (2 ore) Metodo simbolico.

Circuito RC in corrente alternata, circuito RL in corrente alternata, funzione di trasferimento. La potenza nei circuiti in corrente alternata.

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https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Induzione#3._Induttanza_con_2_resistenze https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Induzione#4._Induttanza_con_3_resistenze_2

LEZIONE DEL 22/12/2016 (3 ore) Circuiti RC ed RL in parallelo

Circuito risonante serie e parallelo. Fattore di merito.

Trasformatori equazioni caratteristiche.

https://it.wikibooks.org/wiki/Esercizi_di_fisica_con_soluzioni/Correnti_alternate#6._Limite_circuito_r isonante