Modellistica Elettrica e Magnetica

Obiettivi formativi specifici
Apprendere le equazioni di Maxwell e le loro applicazioni all’ingegneria elettrica, attraverso l'uso di metodi analitici e numerici. L’insegnamento prevede un’attività di laboratorio finalizzata a un duplice scopo: apprendere l’uso di codici di calcolo per l’analisi numerica dei campi elettrici e magnetici, imparare l’utilizzo di sonde di campo per la misura di campi condotti e radiati in bassa e alta frequenza. La conoscenza della principale normativa tecnica in materia di compatibilità elettromagnetica completerà l’attività di laboratorio.

Programma del corso

1. Elementi di analisi vettoriale

Teorema di unicità di Helmholtz. Teorema di reciprocità di Green. Problema al contorno: formulazioni in campo e in potenziale.

2. Vettori descrittivi e legge costitutiva

Campo elettrostatico, campo magnetostatico, campo di conduzione.

Calcolo di campi stazionari a partire dalle equazioni di Maxwell. Calcolo di campi stazionari mediante le funzioni di Green.

3. Azioni meccaniche nei campi stazionari

Principio dei lavori virtuali. Tensore degli sforzi di Maxwell. Legge di Lorentz. Calcolo di forze e coppie.

4. Metodi analitici per l’analisi di campi stazionari

Principio delle immagini. Metodo di separazione delle variabili.

5. Metodi numerici per l’analisi di campi stazionari

Metodo degli elementi finiti in 2D. Simulazione campistica di grandezze locali e globali. Principi di progettazione assistita da calcolatore di dispositivi elettrici e magnetici.

6. Campi tempo varianti

Soluzioni nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Equazione della diffusione. Correnti parassite: reazione forte e reazione debole. Equazione delle onde. Onde piane. Approssimazione di campo vicino e di campo lontano. Principi di compatibilità elettromagnetica.

Materiale didattico consigliato
P. Di Barba, A. Savini, and S. Wiak: Field models in electricity and magnetism. Springer, 2008.

Laboratorio di Elettrotecnica Industriale

Docente: M. E. Mognaschi

Crediti formativi - CFU: 3

Introduzione alla progettazione assistita da calcolatore con l’utilizzo di codici di calcolo commerciali basati sul metodo degli elementi finiti. Guida all’uso di codici di Infolytica Corporation. Analisi agli elementi finiti di un semplice dispositivo elettrico o magnetico.

Introduzione alla compatibilità elettromagnetica e alla normativa vigente in materia. Guida all’uso degli strumenti di misura di campi elettromagnetici in bassa e alta frequenza. Misurazione di campi elettrici e magnetici in prossimità di una linea elettrica in alta tensione. Misurazione del campo elettromagnetico radiato da una sorgente in alta frequenza (stazione radiobase, antenna emittente a radiofrequenza).

Materiale didattico consigliato

Dispense fornite durante l'attività di laboratorio:

Legislazione

Seminario Dott.ssa Bosio

http://www.infolytica.com.

Prerequisiti
Argomenti di: teoria dei circuiti, elettrotecnica, metodi matematici per l'ingegneria, calcolo numerico.

Tipologia delle attività formative
Lezioni (ore/anno in aula): 75
Esercitazioni (ore/anno in aula): 35

Materiale seminario Prof. Ryszard Sikora, A.A. 2010/2011

Advanced Electromagnetic NDT Systems

Automatic classification of weld cracks using artificial intelligence and statistical methods

Identification of Conductivity Distribution Using Multifrequency Eddy Current Technique and Artificial Neural Networks

Intelligent System for Radiogram Analysis

Materiale seminario Prof.ssa Ewa Napieralska-Juszczak, A.A. 2011/2012