Conoscenza e capacità di comprensione: arrivare alla conoscenza, con l'ausilio di libri di testo avanzato, dei temi dell'insegnamento e di alcuni temi d'avanguardia nel campo di studio dell'insegnamento.
Conoscenze e capacità di comprensione applicate: fornire le conoscenze di base dell'ingegneria dell'elettromagnetismo, così da formare una figura professionale capace non solo di affrontare lo studio di argomenti specialistici dell'elettromagnetismo, quali quelli riguardanti lo studio e la progettazione di antenne e di dispositivi a microonde, ma anche di ideare e sostenere argomentazioni.
Autonomia di giudizio: capacità di raccogliere e interpretare i dati rilevanti nello studio della materia.
Abilità comunicative: capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni nel settore dell'elettromagnetismo.
Capacità di apprendere: avere sviluppato le competenze necessarie per intraprendere studi successivi (ad esempio sulle microonde e sulle antenne) con un alto grado di autonomia.

Conoscenza e capacità di impiegare gli strumenti di matematica e fisica forniti nei seguenti insegnamenti: Analisi matematica I, Analisi matematica II, Fisica I, Fisica II, e la capacità di risolvere circuiti elettrici.

Teoria delle celle elementari per linee di trasmissione in regime sinusoidale. Costante di propagazione e impedenza caratteristica. Parametri primari. Onde di tensione e di corrente. Velocità di fase. Lunghezza d’onda. Coefficiente di riflessione e impedenza. Linea chiusa su carico adattato, corto circuito, circuito aperto, carico reattivo. Sezioni ad impedenza resistiva. Rapporto d’onda stazionaria (ROS). Cavo coassiale. Potenza in linea di trasmissione. Adattatori a quarto d’onda, a singolo, doppio e triplo stub. Carta di Smith. Linee di trasmissione nel dominio del tempo. Equazione dei telegrafisti. Richiami di matematica. Integrali di linea, di superficie, di volume. Vettori complessi. Modulo. Prodotto scalare e vettoriale, ortogonalità. Flusso di un vettore attraverso una superficie o una linea. Gradiente, divergenza e rotore. Teoremi della divergenza, di Stokes, del gradiente e del rotore. Coordinate curvilinee ortogonali. Coordinate cilindriche circolari e coordinate sferiche.
Carica elettrica, corrente elettrica, densità di carica e densità di corrente. Campo elettrico e legge di Coulomb. Campo di una distribuzione di carica. Potenziale elettrostatico. Teorema di Gauss. Magnetismo. Il vettore d' induzione magnetica. Forza di Lorentz. Forza magnetica su un filo di corrente. Legge di Gauss del magnetismo. Legge di Faraday e Legge di Lenz. Legge di Ampère. Legge di Biot-Savart. Legge di conservazione della carica elettrica.
Equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e in forma differenziale. Vettore sinusoidale. Polarizzazione lineare, circolare, ellittica. Fasore vettoriale. Equazioni di Maxwell nel dominio della frequenza, nel vuoto, nelle forme integrale e differenziale.
I vettori polarizzazione elettrica, magnetizzazione, spostamento elettrico e campo magnetico. Equazioni di Maxwell nella materia, nelle forme integrale e differenziale, nel tempo e in frequenza.
Le sorgenti: correnti impresse elettriche e magnetiche. Relazioni costitutive: mezzi lineari, isotropia, omogeneità e dispersività. Cenno ai mezzi anisotropi.
Condizioni al contorno per i campi elettromagnetici. Conduttori perfetti. Teoremi di Poynting nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Potenza ed energia immagazzinata. Teorema di unicità nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Campo risonante.
Equazione di Helmholtz. Soluzione onda piana dell’equazione di Helmholtz omogenea. Condizioni di separabilità e di divergenza nulla. Sulle onde in generale. Superfici equifase ed equiampiezza. Velocità di fase. Onde piane uniformi, evanescenti e dissociate. Relazione tra campo elettrico e campo magnetico dell’onda piana. Proprietà di polarizzazione dei campi E ed H per un’onda piana.
Riflessione di onda piana uniforme su piano conduttore elettrico perfetto. Riflessione e rifrazione di onda piana uniforme su superficie piana di separazione tra due dielettrici perfetti.
Legge della riflessione e legge di Snell. Riflessione totale. Polarizzazioni TE e TM. Formule di Frésnel. Scomposizione di onda piana in onde TE e TM. Principio di Fermat.
Angolo di Brewster.
Il corso comprende anche esercitazioni sugli argomenti trattati.

[1] C. A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, John Wiley and Sons, New York, 1989
[2] G. Franceschetti, Campi elettromagnetici, Boringhieri, Torino, 1983.
[3] G. Gerosa e P. Lampariello, Lezioni di Campi elettromagnetici, Edizioni Ingegneria 2000, Roma, 1995.
[4] J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, Wiley, 1962.
[5] C. G. Someda, Onde elettromagnetiche, UTET, Torino, 1986.
[6] M. D'Amico, S. Maddio, C. Riva, Elementi di campi elettromagnetici. Una selezione di esercizi, complementi e applicazioni, Politecnica/Maggioli Editore, 2022.

Teoria delle celle elementari per linee di trasmissione in regime sinusoidale. Costante di propagazione e impedenza caratteristica. Parametri primari. Onde di tensione e di corrente. Velocità di fase. Lunghezza d’onda. Coefficiente di riflessione e impedenza. Linea chiusa su carico adattato, corto circuito, circuito aperto, carico reattivo. Sezioni ad impedenza resistiva. Rapporto d’onda stazionaria (ROS). Cavo coassiale. Potenza in linea di trasmissione. Adattatori a quarto d’onda, a singolo, doppio e triplo stub. Carta di Smith. Linee di trasmissione nel dominio del tempo. Equazione dei telegrafisti. Richiami di matematica. Integrali di linea, di superficie, di volume. Vettori complessi. Modulo. Prodotto scalare e vettoriale, ortogonalità. Flusso di un vettore attraverso una superficie o una linea. Gradiente, divergenza e rotore. Teoremi della divergenza, di Stokes, del gradiente e del rotore. Coordinate curvilinee ortogonali. Coordinate cilindriche circolari e coordinate sferiche.
Carica elettrica, corrente elettrica, densità di carica e densità di corrente. Campo elettrico e legge di Coulomb. Campo di una distribuzione di carica. Potenziale elettrostatico. Teorema di Gauss. Magnetismo. Il vettore d' induzione magnetica. Forza di Lorentz. Forza magnetica su un filo di corrente. Legge di Gauss del magnetismo. Legge di Faraday e Legge di Lenz. Legge di Ampère. Legge di Biot-Savart. Legge di conservazione della carica elettrica.
Equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e in forma differenziale. Vettore sinusoidale. Polarizzazione lineare, circolare, ellittica. Fasore vettoriale. Equazioni di Maxwell nel dominio della frequenza, nel vuoto, nelle forme integrale e differenziale.
I vettori polarizzazione elettrica, magnetizzazione, spostamento elettrico e campo magnetico. Equazioni di Maxwell nella materia, nelle forme integrale e differenziale, nel tempo e in frequenza.
Le sorgenti: correnti impresse elettriche e magnetiche. Relazioni costitutive: mezzi lineari, isotropia, omogeneità e dispersività. Cenno ai mezzi anisotropi.
Condizioni al contorno per i campi elettromagnetici. Conduttori perfetti. Teoremi di Poynting nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Potenza ed energia immagazzinata. Teorema di unicità nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Campo risonante.
Equazione di Helmholtz. Soluzione onda piana dell’equazione di Helmholtz omogenea. Condizioni di separabilità e di divergenza nulla. Sulle onde in generale. Superfici equifase ed equiampiezza. Velocità di fase. Onde piane uniformi, evanescenti e dissociate. Relazione tra campo elettrico e campo magnetico dell’onda piana. Proprietà di polarizzazione dei campi E ed H per un’onda piana.
Riflessione di onda piana uniforme su piano conduttore elettrico perfetto. Riflessione e rifrazione di onda piana uniforme su superficie piana di separazione tra due dielettrici perfetti.
Legge della riflessione e legge di Snell. Riflessione totale. Polarizzazioni TE e TM. Formule di Frésnel. Scomposizione di onda piana in onde TE e TM. Principio di Fermat.
Angolo di Brewster.
Il corso comprende anche esercitazioni sugli argomenti trattati.

Lezioni teoriche ed esercitazioni in aula.

Chiarimenti su teoria ed esercizi sono possibili anche fuori dall'orario delle lezioni, contattando il docente personalmente o via e-mail.

Esame scritto e orale. La prova scritta consisterà in esercizi teorici o applicativi (generalmente due) da risolvere in un tempo ragionevole assegnato. La prova orale consisterà in una serie di domande di verifica ed eventualmente esercizi, sul programma del corso, con risposte eventualmente aperte. Il superamento dell'esame è condizionato all'acquisizione di un voto sufficiente sia allo scritto sia all'orale. I voti terranno conto della completezza, esattezza e generalità nella risoluzione degli esercizi scritti e, per l'orale, del livello di conoscenza, e della capacità di analisi e sintesi dimostrati. Il voto finale sarà la media (approssimata) dei due voti.
Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.