CODICE 114581 ANNO ACCADEMICO 2025/2026 CFU 6 cfu anno 2 INGEGNERIA INFORMATICA 8719 (L-8) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/01 LINGUA Italiano (Inglese a richiesta) SEDE GENOVA PERIODO 1° Semestre PRESENTAZIONE Il corso si rivolge agli studenti di Ingegneria Informatica. Gli argomenti trattati riguardano l'elettromagnetismo classico dal campo elettrico alla legge di Faraday, inclusi i circuito elettrici di base. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento fornisce le conoscenze di base sulla termodinamica e sull'elettromagnetismo nel vuoto e rende lo studente capace di descrivere il comportamento di sistemi termodinamici e di sistemi di cariche in presenza di campi elettrici e magnetici costanti e variabili nel tempo. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO L'obiettivo formativo specifico è fornire allo studente la capacità di risolvere problemi concreti seppure elementari legati alla teoria dell’elettromagnetismo. Lo studente familiarizzera’ con i concetti fondamentali quali campi e forze elettriche e magnetiche, lavori, leggi di Gauss, Ampere, Faraday e cosi’ via. PREREQUISITI I prerequisiti di base sono quelli introdotti nei corsi di meccanica e di analisi matematica (calcolo differenziale di base). Argomenti di matematica piu’ evoluti (integrali di superficie e di linea) verranno introdotti durante il corso. MODALITA' DIDATTICHE Il corso è articolato in lezioni frontali e esercitazioni. PROGRAMMA/CONTENUTO Introduzione al corso, richiami (vettori, cifre significative, unità di misura). Fenomeni elettrici. La legge di Coulomb. Esercizio: confronto tra F elettrostatica e F gravitazionale. Principio di sovrapposizione. Il campo elettrostatico per carica puntiforme, distribuzione discreta, distribuzione continua. Esercizio: campo elettrostatico di un anello carico. Esercizio: campo elettrostatico di un disco carico, limite R infinito. Campo elettrostatico di due piani infiniti carichi. Linee di campo. Il lavoro del campo elettrostatico: energia potenziale e potenziale per una carica puntiforme, un sistema discreto e un sistema continuo di cariche. Esercizio: potenziale ed energia potenziale di un sistema di 3 cariche puntifprmi. Campo elettrico come gradiente del potenziale. Esercizi: potenziale di un campo uniforme, piani indefiniti paralleli carichi; potenziale di un anello carico. Potenziale del disco carico. Moto di una carica in un campo elettrico, conservazione dell’energia. Esercizi: elettrone in un campo uniforme; modello classico dell’atomo di Bohr; separatore elettrostatico. Il dipolo elettrico. V e E. Forze su un dipolo immerso in E (uniforme). Momento ed energia. Costruzione del concetto di flusso di un campo vettoriale con l’analogia della fisica dei fluidi. Flusso del campo elettrostatico. Teorema di Gauss e dimostrazione solo nel caso di superficie sferica e carica puntiforme. Esercizi: E e V di una distribuzione sferica superficiale di carica; E e V di una sfera uniformemente carica; E e V di un cilindro uniformemente carico; E e V di un piano infinito carico. Conduttori in equilibrio elettrostatico, conduttori con cavità, carica dentro cavità, induzione elettrostatica. Condensatori. Capacità di condensatore sferico, piano, cilindrico. Energia elettrostatica di un condensatore, densità di energia. Condensatori in serie e in parallelo. Dipolo in E che oscilla. Modello classico per conduzione elettrica, velocità di deriva, densità di corrente, corrente. Legge di Ohm, effetto Joule, resistori in serie e in parallelo, forza elettromotrice. Leggi di Kirchhoff, carica e scarica di un condensatore. Il campo magnetico: osservazioni empiriche. La forza di Lorentz. Particella in moto in B uniforme, velocità angolare, passo dell’elica. Esempi: spettrometro di massa; selettore di velocità; ciclotrone. Forza su un conduttore percorso da corrente e immerso in B; momento meccanico su una spira. Campo magnetico prodotto da una corrente (legge di Laplace) e da una carica in moto. Applicazioni: filo rettilineo (legge di Biot-Savart); spira circolare. Applicazioni: solenoide rettilineo. Forze tra fili percorsi da corrente. Teorema di Ampère e dimostrazione nel caso del filo rettilineo. Applicazioni: campo del filo, del solenoide rettilineo e del solenoide toroidale. Il flusso di B. Campi solenoidali. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Generatore di corrente continua e alternata. Legge di Felici. Autoinduzione. Induttanza di un solenoide, circuito RL in serie, extracorrente di chiusura. Energia magnetica. Mutua induzione (cenni). Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell. TESTI/BIBLIOGRAFIA Halliday-Resnick-Walker, Fondamenti di fisica (parte che include l'elettromagnetismo) Resnick-Halliday-Krane, Fisica 2 Halliday-Resnick, vecchie edizioni, titoli vari. Serway Principi di fisica DOCENTI E COMMISSIONI PAOLO SOLINAS Ricevimento: L'orario di ricevimento è libero, previo appuntamento telefonico o via email. Paolo Solinas Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 (Genova), piano 7, studio S709 telefono: 010 3536260 email: paolo.solinas@unige.it LEZIONI INIZIO LEZIONI L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Prova scritta: la prova scritta consiste nella soluzione di due problemi di elettromagnetismo; durata della prova 2 ore; è consentito consultare libri o appunti. Prova orale: sono ammessi alla prova orale gli studenti che ottengono nelle due prove parziali svolte durante il corso, o agli appelli d'esame, una media di 15/30 L'esame orale consiste in un colloquio vertente sulla parte di meccanica e su quella di elettromagnetismo. Qualora uno dei due colloqui venisse giudicato insufficiente, la prova orale sarà ritenuta globalmente non valida e lo studente dovrà ripeterla integralmente (le prove scritte saranno tenute ancora come valide). Casi particolari saranno valutati al momento dai docenti. MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'esame scritto valuterà la capacità di: i) interpretare il testo dell'esercizio proposto ed effettuare una schematizzazione del problema; ii) individuare le leggi fisiche coinvolte e le relative equazioni da applicare; iii) risolvere in modo quantitativo l'esercizio; iv) valutare la ragionevolezza del risultato numerico ottenuto. L'esame orale permetterà di accertare la capacità di: i) introdurre con proprietà di linguaggio l'argomento richiesto; ii) descrivere semplici applicazioni delle leggi fisiche in esame.
