programma svolto (modulo 2)

Programma svolto di Fisica generale I con laboratorio, elettromagnetismo
anno accademico 2010/2011
N°
17
18
Data
17.05.2011
19.05.2011
Ore
1
2
Tipo
Argomento lezione
Nome docente
Lezione
Campi. Campi scalari e vettoriali. Operazioni differenziali sui campi:
gradiente, divergenza, rotore, laplaciano. Superficie orientata e vettore
area. Operazioni integrali sui campi: corcuitazione, flusso, integrale di
volume. Teoremi integrali: della divergenza e di Stokes.
Diego Cauz
Lezione
Elettrizzazione per strofinio. Tipi di cariche, azioni tra cariche.
Conservazione della carica. Quantizzazione della carica. Struttura elettrica
della materia. Conduttori e isolanti. Induzione e polarizzazione. Legge di
Coulomb. Principio di sovrapposizione delle forze elettriche. Campo
elettrico, principio di sovrapposizione per i campi. Linee di campo.
Diego Cauz
Diego Cauz
19
20.05.2011
2
Lezione
Correzione esercizi per casa (legge di Coulomb). Chiarimenti sull'induzione
e il principio di sovrapposizione. Distribuzione continua di carica in 3, 2, 1
dimensioni. Campo elettrico generato da una distribuzione continua.
Esempi di calcolo: segmento e disco carichi uniformemente.
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23.05.2011
2
Lezione
Simmetrie del campo E. Moto in un campo E uniforme. Dipolo elettrico.
Dipolo indotto e permanente. Forza e momento agenti su un dipolo in un
campo E esterno. Energia potenziale di un dipolo. Angolo solido. Flusso del
campo E. Calcolo del flusso per una carica puntiforme.
Diego Cauz
Lezione
Correzione esercizi per casa. Legge di Gauss in forma integrale e
differenziale. Applicazione della LdG: calcolo del campo E per un piano, un
filo, una sfera carichi uniformemente. Distribuzione della carica su un
conduttore in condizioni statiche. Campo E sulla superficie di un
conduttore.
Diego Cauz
Diego Cauz
Diego Cauz
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24.05.2011
2
22
26.05.2011
2
Lezione
Correzione esercizi per casa. Schermo elettrostatico. Conduttore interno ad
un altro conduttore e distribuzione della carica. Energia potenziale
elettrostatica, potenziale elettrico. Potenziale di una carica puntiforme.
Potenziale di una distribuzione discreta e continua di carica. Esempi di
calcolo del potenziale: segmento e disco carichi. Conservativita` del campo
elettrico: 3a eq. dell'em. in forma integrale e differenziale. Gradiente del
potenziale. Superfici equipotenziali.
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27.05.2011
2
Esercitazione
Correzione esercizi per casa. Esercizi su: principio di sovrapposizione,
legge di Gauss, conservativita` del campo E, energia potenziale del dipolo
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30.05.2011
1
Correzione esercizi per casa: principio di sovrapposizione per il campo E,
Esercitazione campo E del dipolo elettrico a grandi distanze, calcolo di E di un cilindro
infinito carico.
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30.05.2011
1
26
30.05.2011
2
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31.05.2011
1
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31.05.2011
31.05.2011
1
2
Diego Cauz
Lezione
Capacita` elettrica. Farad. Calcolo della capacita` per un condensatore
piano e cilindrico. Campo elettrico nella materia (cenni). Polarizzazione.
Costante dielettrica relativa. Carica legata in un dielettrico. Campo D
(cenni). Energia elettrostatica associata ad un campo E.
Diego Cauz
Lezione
Densita` di energia. Composizione di capacita` in serie e parallelo. Rigidita`
dielettrica. Esercizio sulla capacita`. Corrente elettrica, definizione, esempi,
unita` di misura. Velocita` termica e di deriva dei portatori di carica nei
metalli. Derivazione dell'espressione della corrente. Vettore densita` di
corrente e sua relazione con la corrente.
Diego Cauz
Esercitazione Correzione esercizi per casa. Esercizi su capacita` e corrente.
Lezione
Stima della velocita` termica e di deriva. Legge di Ohm. Resistenza e
resistivita`. Dipendenza dalla temperatura. Campo elettrico in un
conduttore percorso da corrente. Mobilita` dei portatori. Composizione di
resistenze in serie e parallelo.
Effetto Joule. Potenza dissipata in un elemento ohmico. Esercizi sul calcolo
di resistenza di conduttori particolari. Campo elettrico in un conduttore
Esercitazione
percorso da corrente. Esercizio di calcolo di densita` di carica su un
condensatore piano. Forza elettromotrice. Generatori di tensione, tipologia.
Diego Cauz
Diego Cauz
Diego Cauz
Generatore di van de Graaf. Cenni sui generatori elettrochimici.
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31
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06.06.2011
07.06.2011
09.06.2011
10.06.2011
2
2
2
2
Lezione
Corrente e ddp in un circuito con generatore. Caso ideale e caso reale.
Energia e potenza fornita dal generatore. Cenni sulle leggi di Kirchhoff.
Fenomeni non stazionari. Scarica in un circuito RC. Cenni sugli strumenti di
misura. Magneti. Legge di forza tra poli magnetici. Campo magnetico B,
linee di campo, direzione e verso del campo. Campo magnetico terrestre.
Assenza di carica magnetica. Momento magnetico di un ago. Uso di
cariche magnetiche fittizie: campo magnetico di un ago a grandi distanze.
Esperienza di Oersted. Importanza della pila di Volta. Campo magnetico
generato da una corrente. Forze di tipo non newtoniano. Esperienza di
Rowland. Azione di un campo magnetico su una corrente. Legge di forza e
definizione del modulo di B. Seconda legge di Laplace. Dimensioni e unita`
di B. Principio di sovrapposizione dei campi magnetici.
Diego Cauz
Lezione
Forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo B uniforme. Flusso di B e
unita` di misura. Applicazioni della forza di Lorentz: ciclotrone, spettrometro
di massa. Legge di Biot-Savart, permeabilita` magnetica del vuoto. Forza
tra due correnti parallele. Definizione di ampere. Prima formula di Laplace.
Calcolo del campo B sull'asse di una spira.
Diego Cauz
Lezione
Calcolo di B sull'asse di un solenoide finito e infinito. Circuitazione di B.
Legge di Ampere in forma integrale e differenziale. Calcolo di B generato
da un solenoide infinito, in tutto lo spazio. Applicazioni della forza di
Lorentz: amperometro analogico, effetto Hall.
Diego Cauz
Lezione
Forza e momento agenti su una spira in un campo B uniforme. Momento
magnetico di una spira. Campo B generato da una spira a grandi distanze.
Teorema di equivalenza di Ampere. Corrente elettrica come unica sorgente
del campo magnetico. Cenni sul potenziale vettore. Calcolo del campo B in
un solenoide toroidale a sezione rettangolare e calcolo del flusso di B
attraverso una sezione sagittale. Calcolo del campo B di un filo spesso
mediante integrazione della legge di Ampere differenziale. Selettore di
velocita` e scrittura delle eqq. del moto di una carica in campi E, B
incrociati. Circuito potenziometrico. Ponte di Wheatstone.
Diego Cauz