CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA
PROGRAMMA DEL CORSO DI ELETTRICITA’ E MAGNETISMO
La carica elettrica.
Quantizzazione; conservazione;
puntiforme.
invarianza
relativistica.
Concetto
di
carica
La legge di Coulomb.
Confronto tra forze elettriche e forze gravitazionali. Distribuzioni continue di
carica: funzione densita¹. Il principio di sovrapposizione.
Il campo elettrico.
Linee di forza. Calcolo del campo elettrico creato da particolari distribuzioni
di carica (segmento, anello, disco, strato, doppio strato).
Flusso del campo elettrico: il teorema di Gauss e la prima equazione di Maxwell.
Calcolo del campo elettrico creato da particolari distribuzioni di cariche
mediante il teorema di Gauss (strato, doppio strato, sfera, buccia sferica,
cilindro). Il campo elettrostatico. Circuitazione del campo elettrostatico Gauss
e la seconda equazione di Maxwell in condizioni stazionarie. Il potenziale
elettrostatico. Superfici equipotenziali. Energia potenziale elettrostatica.
I conduttori.
Equipotenzialità; induzione elettrostatica; capacità. Il condensatore:
condensatori in serie e in parallelo; capacità del condensatore piano, sferico,
cilindrico; energia di un condensatore.
Gli isolanti o dielettrici.
Il vettore intensita¹ di polarizzazione. Le cariche di polarizzazione. Il
vettore spostamento elettrico. Isotropia e linearità; suscettività elettrica e
permeabilità elettrica relativa; rigidità dielettrica.
I circuiti elettrici.
La corrente elettrica: densità di corrente; linee di corrente; intensità di
corrente; equazione di continuità; correnti elettriche continue. Generatore di
tensione: campo elettromotore; fem; resistenza interna. Resistenza
elettrica: origine della resistività nei metalli; mobilità; conduttività,
resistività; dipendenza della resistività dalla temperatura; resistenze in serie
e in parallelo. La legge di Ohm in forma locale e in forma circuitale.
Potenza elettrica. Dissipazione di energia elettrica in calore: la legge di
Joule. Le reti elettriche: nodi, rami, maglie; i principi di Kirchhoff; il
teorema di Thevenin.
I semiconduttori.
Modello a bande di energia. Semiconduttori intrinseci ed estrinseci. Diodo a
giunzione. Principio del transistor: il transistor bipolare a giunzione.
I fenomeni magnetici nel vuoto.
La forza di Lorentz e il vettore induzione magnetica. Il teorema di Gauss per il
magnetismo e la terza equazione di Maxwell. Legge di Biot e Savart.
Circuitazione del campo magnetico: la legge di Ampere e la quarta equazione di
Maxwell in condizioni stazionarie. Campo magnetico da spira e da solenoide.
Forze su circuiti percorsi da corrente e immersi in un campo magnetico.
L¹amperometro. Coefficienti di mutua e autoinduzione: caso del solenoide.
L¹induzione elettromagnetica: la legge di Faraday-Neumann-Lenz e la seconda
equazione di Maxwell. I circuiti induttivi: le extracorrenti di apertura e di
chiusura. Il generatore di corrente alternata.
I fenomeni magnetici nella materia.
Il principio di equivalenza di Ampere: il dipolo magnetico. Diamagnetismo e
paramagnetismo: il vettore intensita¹ di magnetizzazione. Le correnti di
magnetizzazione.
Il
vettore
campo
magnetico.
Isotropia
e
linearita¹;
suscettivita¹ magnetica e permeabilita¹ magnetica relativa. Il
ferromagnetismo: i domini di Weiss; la curva di prima magnetizzazione e il ciclo
di isteresi; ferromagneti dolci e ferromagneti duri; i circuiti
magnetici: riluttanza; forza magnetomotrice; legge di Hopkinson.
Il campo elettromagnetico.
La corrente di spostamento: la legge di Ampere-Maxwell e la quarta equazione di
Maxwell. La propagazione del campo elettromagnetico: lo spettro delle onde
elettromagnetiche. Le condizioni di quasi-stazionarieta¹ per i circuiti
elettrici.
