Argomenti per esame orale di Elettromagnetismo (12 CFU) A.A. 2016/17
1. Il campo elettrico e legge di Coulomb: esempio del calcolo generato da
alcune semplici distribuzioni.
2.
Il campo elettrico generato da n cariche disposte ai vertici di un poligono regolare di latol.
3. Campo elettrico generato da distribuzioni lineari continue di carica: esempio
di una sbarretta uniformemente carica, casi limite.
4. Campo elettrico generato da distribuzioni piane continue di carica: esempio
di una disco uniformemente carico, casi limite.
5. Campo elettrico di distribuzioni dipolari.
6. Enunciato della legge di Gauss. Dimostrazione della consistenza della legge
di Gauss con l’espressione del campo elettrico generato da una carica puntiforme che si ottiene dalla legge di Coulomb.
7. Applicazione della legge di Gauss al calcolo del campo elettrostatico nel
caso di distribuzioni a simmetria sferica.
8. Determinare il campo elettrico di una distribuzione di carica sfericamente
simmetrica non uniforme.
9. Applicazione della legge di Gauss al calcolo del campo elettrostatico nel
caso di distribuzioni a simmetria cilindrica.
10. Applicazione della legge di Gauss al calcolo del campo elettrostatico nel
caso di distribuzioni a simmetria piana (piano infinito).
11. Campo elettrico di una distribuzione piana volumetrica (strato carico).
12. .
13. Equilibrio elettrostatico e la legge di Gauss in forma differenziale: prima
14. Applicazione della prima Equazione di Maxwell al calcolo del campo elettrico e del potenziale generato da uno strato piano carico con densità di carica non uniforme (ad esempio ρ= Ax).
15. Il potenziale elettrico, definizione, relazione con l’energia potenziale
elettrostatica e calcolo del potenziale del campo generato da una carica puntiforme.
16. Energia potenziale elettrostatica di un sistema di cariche, formula e sua
dimostrazione.
17. Problemi nel caso di distribuzioni infinite di carica. Potenziale generato da distribuzioni infinite di carica. Descrivere il potenziale di un piano o un filo infinito.
18. Potenziale elettrostatico del campo generato da un dipolo elettrico.
19. Calcolo del campo elettrico a partire dal potenziale elettrico. Esempio.
20. Azione del campo elettrico, uniforme o variabile spazialmente, su di un
dipolo elettrico.
21. Potenziale lungo l’asse di un disco uniformemente carico e da essa ricavare
il campo elettrico lungo l’asse.
22. Conduttori e campi elettrostatici, teorema di Coulomb. Esempio.
23. Andamento del campo elettrico e del potenziale elettrico all’interno ed
all’esterno di una distribuzione cilindrica di carica: calcolo della capacità di un condensatore cilindrico.
24. Andamento del campo elettrico e del potenziale elettrico all’interno ed
all’esterno di una distribuzione sferica di carica: calcolo della capacità di un condensatore sferico.
25. Andamento del campo elettrico e del potenziale elettrico all’interno ed
all’esterno di una distribuzione volumetrica piana di carica.
26. La circuitazione del campo elettrostatico in forma integrale e locale.
27. Le equazioni di Laplace e Poisson, unicità della equazione di Poisson.
29. Sistema di due conduttori sferici concentrici: calcolo dell’andamento del potenziale e del campo elettrico quando il conduttore sferico interno possiede una carica Q. Schermo elettrostatico e messa a terra del sistema di due conduttori.
30. Condensatori in serie e parallelo: Espressione della capacità equivalente e
dimostrazione.
31. Energia elettrostatica immagazzinata in un condensatore.
32. Densità di energia elettrostatica, formula e sua dimostrazione.
33. Il metodo della carica immagine.
34. I dielettrici: spiegazione microscopica del loro comportamento
microscopico: costante dielettrica relativa e suscettività.
35. Elettrostatica in mezzi dielettrici: vettore di polarizzazione e relazione con le
cariche di polarizzazione (carica di polarizzazione di superficie e di volume).
36. Il vettore spostamento elettrico; interfaccia tra due dielettrici.
37. Capacità di condensatori in presenza di un dielettrico interposto.
38. Calcolo della capacità di un conduttore isolato, e di un condensatore sferico.
Variazione della capacità di un condensatore nel caso di interposizione di un metallo e di un dielettrico tra le sue armature.
39. Modello classico della conduzione elettrica in un conduttore solido:
definizione di velocità di deriva, del vettore densità di corrente.
40. Conservazione della carica: equazione di continuità e regime stazionario.
41. La legge di Ohm in forma macroscopica e microscopica: resistenza e
resistività.
42. Resistori in serie e parallelo: Espressione della resistenza equivalente e
dimostrazione.
43. Costante di tempo di un condensatore con dielettrico reale: condensatori
piani, sferici e cilindrici.
44. Effetto Joule in forma locale e integrale.
47. Carica di un condensatore. Considerazioni energetiche sul lavoro fatto dal generatore e dall’energia spesa nel carico dissipativo.
48. Scarica di un condensatore e bilancio energetico.
49. La seconda legge di Laplace: sua definizione. Derivazione della forza di
Lorentz.
50. La forza di Lorentz e moto delle cariche in presenza di campi magnetici:
moto circolare ed elicoidale.
51. Effetto Hall
52. La prima legge di Laplace e legge di Biot-Savart. Calcolo del campo di
induzione magnetica generato da una spira lungo il suo asse.
53. Calcolo del campo di induzione magnetica generato da un filo di lunghezza
finita, casi limite.
54. Calcolo del campo di induzione magnetica generato da una spira quadrata in
un generico punto sul suo asse, casi limite.
55. Calcolo del campo di induzione magnetica lungo l’asse di un solenoide
rettilineo di lunghezza finita percorso da una corrente continua.
56. Azione tra fili paralleli percorsi da corrente.
57. Azione del campo di induzione magnetica B su di una spira quadrata:
momento di dipolo magnetico. Analogia con il dipolo elettrico.
58. Calcolo del campo di induzione magnetica nel caso di un solenoide rettilineo
(di lunghezza infinita) percorso da una corrente continua.
59. La legge di Ampère in forma integrale. Esempio del solenoide.
60. Calcolo del campo di induzione magnetica per un filo di raggio R percorso
da corrente e per un cavo coassiale.
61. Differenze ed analogie tra dipoli elettrici e magnetici.
62. Il potenziale vettore.
63. La legge di Faraday-Neumann-Lenz: esempi di applicazioni alla
generazione di correnti variabili nel tempo.
65. Calcolo del coefficiente di autoinduzione di un solenoide rettilineo ideale.
66. Alternatore e suo bilancio energetico (spira che ruota in un campo B
uniforme).
67. Chiusura ed apertura di un circuito RL: determinazione delle equazioni per
le correnti e considerazioni energetiche.
68. Energia magnetica immagazzinata in un induttore: dimostrazione basata
sull’analisi energetica del circuito RL.
69. Densità di energia magnetica: dimostrazione nel caso di un solenoide
rettilineo infinito.
70. La corrente di spostamento e la legge di Ampère-Maxwell.
71. Le equazioni di Maxwell in forma integrale.
72. Generalità sulle onde, caratteristiche generali.
73. Le equazioni di Maxwell in forma locale e le onde elettromagnetiche.
74. Il vettore di Poynting: potenza e pressione di radiazione.
75. Magnetismo della materia, permeabilità magnetica relativa, i vettori M ed H.
76. Equazioni della magnetostatica in presenza di materia locali e integrali.
77. Passaggio da un mezzo ad un altro.
78. Il ferromagnetismo.
79. Circuiti magnetici, la riluttanza.
80. Cenni su diamagnetismo e paramagnetismo.
81. Metodo simbolico per i circuiti in corrente alternata e impedenza dei vari
componenti.
82. Valori efficaci, potenza media assorbita da un carico in regime di corrente alternata e fattore di potenza..
83. Risonanza nei circuiti RLC.
84. Il trasformatore
85. Onde elettromagnetiche nei dielettrici, velocità di fase e di gruppo.
