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CAMPI ELETTROMAGNETICI
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso mira a fornire agli studenti conoscenze teoriche e metodologiche avanzate nell’ambito dell’elettromagnetismo applicato e della compatibilità elettromagnetica.
Al termine del corso lo studente è in grado di:
- comprendere e applicare i principali teoremi dell’elettromagnetismo all’analisi e alla progettazione di dispositivi e sistemi radianti;
- analizzare e modellare sistemi trasmissivi ad alte prestazioni, quali fibre ottiche, array di antenne e riflettori;
- valutare e mitigare i fenomeni di interferenza elettromagnetica, assicurando la compatibilità tra apparati elettronici operanti nello stesso ambiente.
Prerequisiti
Fondamenti teorici della propagazione ondosa su linee di trasmissione ed in spazio libero. Capacità di risolvere ed adattare circuiti a costanti distribuite.
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene mediante un’unica prova orale.
L’esame consiste in un colloquio orale finalizzato ad accertare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso, la capacità di applicare le conoscenze all’analisi di problemi di elettromagnetismo applicato, l’autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento dello studente.
La prova orale è finalizzata a valutare:
- la conoscenza e la comprensione dei teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo;
- la capacità di analizzare e risolvere problemi relativi ai sistemi radianti, alle strutture periodiche e alla compatibilità elettromagnetica;
- la capacità di applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite;
- la capacità di comunicare le conoscenze utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.
Di norma, durante il colloquio vengono poste alcune domande sugli argomenti trattati durante il corso.
Il voto finale è espresso in trentesimi e corrisponde alla valutazione complessiva della prova orale, tenendo conto del livello di conoscenza, delle capacità applicative e dell’autonomia di giudizio dimostrate dallo studente.
Il voto finale è assegnato secondo i seguenti criteri:
- 30 – 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti del corso, con particolare riferimento ai teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo, ai sistemi radianti, alle strutture periodiche e alla compatibilità elettromagnetica; eccellente proprietà di linguaggio tecnico; capacità interpretativa completa e originale; piena autonomia nell’applicazione delle conoscenze all’analisi e alla risoluzione di problemi complessi.
- 28 – 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti trattati; ottima proprietà di linguaggio tecnico; capacità interpretativa completa ed efficace; autonomia nell’applicazione delle conoscenze acquisite alla risoluzione dei problemi proposti.
- 24 – 27: buona conoscenza degli argomenti, con adeguato grado di padronanza; buona proprietà di linguaggio tecnico; corretta capacità interpretativa; buona capacità di applicare in modo appropriato le conoscenze acquisite.
- 20 – 23: conoscenza adeguata degli argomenti, seppur con limitata padronanza di alcuni contenuti; soddisfacente proprietà di linguaggio tecnico; corretta capacità interpretativa; più che sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base alla risoluzione dei problemi proposti.
- 18 – 19: conoscenza di base degli argomenti principali del corso; comprensione essenziale del linguaggio tecnico; sufficiente capacità interpretativa; capacità limitata ma sufficiente di applicare le conoscenze di base acquisite.
- Insufficiente (<18): gravi lacune nella conoscenza e nella comprensione degli argomenti trattati durante il corso e insufficiente capacità di applicare le conoscenze acquisite.
Testi
G. Franceschetti, ‘Campi Elettromagnetici,’ ed. Bollati Boringhieri;
G. Franceschetti, ‘Electromagnetics: Theory, Techniques and Engineering Paradigms,’ ed. Plenum Press;
C. A. Balanis, ‘Advanced Engineering Electromagnetics,’ ed. Wiley & Sons.
Contenuti
Il corso è finalizzato a fornire una solida preparazione teorica sul funzionamento dei principali dispositivi per la propagazione delle onde elettromagnetiche, sia guidata sia in spazio libero, con particolare attenzione agli effetti indesiderati che tali dispositivi possono generare su altre apparecchiature elettriche ed elettromagnetiche.
Le principali attività didattiche riguardano:
6 CFU (LM-27 ed LM-29)
- Relazioni costitutive della materia (0.5 CFU): necessità delle relazioni costitutive; mezzi lineari e non lineari; non dispersività nel tempo e nello spazio; isotropia e anisotropia; omogeneità nel tempo e nello spazio.
- Teoremi fondamentali dell’Elettromagnetismo (2 CFU): Teorema di Poynting nel dominio del tempo e in regime monocromatico; teoremi di unicità nel dominio del tempo e della frequenza (problema interno ed esterno); teorema di dualità; teorema di reciprocità; teorema di equivalenza; metodo delle immagini, con esercizi applicativi.
- Metodi per l’analisi dei campi radiati (1 CFU): valutazione asintotica degli integrali (metodo della fase stazionaria); espansione in onde piane; radiazione da aperture rettangolari e circolari; effetto del modulo e della fase del campo di apertura.
- Antenne e sistemi radianti (2 CFU): antenne a riflettore; riflettori multifascio e applicazioni radar; array di antenne; radiazione da guida troncata e antenne a trombino (cenni).
- Propagazione guidata e mezzi stratificati (0.5 CFU): velocità di fase e di gruppo; propagazione di segnali in canali dispersivi; linee equivalenti per mezzi stratificati in condizioni di incidenza normale e obliqua.
Ulteriori 3 CFU (solo LM-29)
- Strutture periodiche (1 CFU): strutture periodiche mono- e bi-dimensionali; applicazioni delle strutture periodiche per sensori, filtri e metamateriali.
- Dispositivi elettromagnetici e filtri (1 CFU): principi di funzionamento dei filtri passa-basso, passa-alto e passa-banda; collegamento con strutture periodiche e dispositivi a parametri distribuiti.
- Compatibilità elettromagnetica e tecniche di misura (1 CFU): principali problematiche della compatibilità elettromagnetica; principi di funzionamento di camere anecoiche e camere riverberanti; cenni alle tecniche di misura (parametri di scattering, analizzatore vettoriale, carta di Smith).
RISUTATI ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione: Al superamento dell’esame lo studente conosce e comprende le leggi fondamentali e i teoremi avanzati dell’elettromagnetismo, le metodologie matematiche per l’analisi dei campi e delle onde elettromagnetiche e i principi di funzionamento dei principali sistemi radianti e trasmissivi. Comprende inoltre i meccanismi di generazione e propagazione delle interferenze elettromagnetiche e i criteri di compatibilità tra apparati.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente è in grado di applicare le conoscenze teoriche acquisite all’analisi di problemi elettromagnetici complessi e allo studio di sistemi di propagazione guidata e in spazio libero, selezionando modelli e metodologie adeguate al contesto applicativo.
Autonomia di giudizio: Lo studente è in grado di valutare criticamente l’efficacia di diverse soluzioni progettuali in ambito elettromagnetico, scegliendo modelli teorici e approcci di analisi appropriati in funzione dei requisiti di prestazione e di compatibilità elettromagnetica del sistema.
Abilità comunicative: Lo studente è in grado di descrivere e discutere in modo chiaro, rigoroso e coerente le problematiche relative ai campi elettromagnetici complessi, ai sistemi radianti e alla compatibilità elettromagnetica, utilizzando una terminologia tecnica appropriata in contesti professionali e accademici.
Capacità di apprendimento: Attraverso lo studio autonomo di testi specialistici e documentazione tecnica, anche in lingua inglese, lo studente acquisisce la capacità di aggiornare e ampliare le proprie conoscenze per affrontare nuove problematiche nel settore dell’elettromagnetismo applicato e della compatibilità elettromagnetica.
Altre informazioni
Codice Teams: 7bg0gxt