Elettromagnetismo 2024/2025

Forza elettrica e campo elettrostatico

Cariche elettriche, isolanti e conduttori – Struttura elettrica della materia – Legge di Coulomb – Campo elettrico – Campo elettrico di una distribuzione continua di cariche – Linee di forza del campo elettrico – Esperienza di Rutherford e i modelli atomici

Lavoro elettrico e potenziale elettrico

Lavoro della forza elettrica, Tensione, potenziale – Calcolo del potenziale elettrico – Energia potenziale elettrostatica – Moto di una particella carica nel campo elettrostatico e conservazione dell’energia – Campo elettrico come gradiente del potenziale – Superfici equipotenziali – Rotore di un campo vettoriale e teorema di Stokes: applicazione al campo elettrico – Dipolo elettrico – Potenziale di un sistema di cariche nell’approssimazione di dipolo – Forza su un dipolo elettrico

Legge di Gauss

Flusso del campo elettrostatico e legge di Gauss – Dimostrazione della legge di Gauss – Applicazioni della legge di Gauss – Campo elettrico nelle immediate vicinanze di uno strato carico – Legge di Gauss in forma locale. Teorema della divergenza – Equazioni di Maxwell per l’elettrostatica, equazioni di Poisson e di Laplace

Conduttori e energia elettrostatica

Conduttori in equilibrio – Capacità di un conduttore isolato – Conduttore cavo e schermo elettrostatico – Sistemi di conduttori – Condensatori – Collegamento di condensatori, serie e parallelo – Energia del campo elettrostatico – Energia potenziale elettrostatica di un sistema di cariche e di una distribuzione continua di cariche – Forza tra le armature di un condensatore – Metodo delle cariche immagini

Dielettrici

Costante dielettrica – Polarizzazione dei dielettrici, dielettrici lineari isotropi – Relazione tra la polarizzazione P e la distribuzione delle cariche di polarizzazione, campo elettrostatico prodotto da un dielettrico polarizzato – Campo elettrico all’interno di un dielettrico polarizzato – Equazioni generali dell’elettrostatica in presenza di materiali dielettrici, il vettore induzione dielettrica D – Dipendenza della polarizzazione dal campo elettrico, dielettrici lineari, isotropi, omogenei – Discontinuità dei campi D e E sulla superficie di separazione tra due dielettrici – Campi elettrici dentro una cavità di un dielettrico polarizzato: definizione operativa di E e D in un dielettrico polarizzato – Energia elettrostatica nei dielettrici

Corrente elettrica

Conduzione elettrica – Corrente elettrica – Legge di conservazione della carica e regime di corrente stazionaria – Modello classico della corrente elettrica e legge di Ohm – Legge di Ohm per i conduttori metallici, resistenza elettrica e effetto Joule – Resistori in serie e parallelo – Forza elettromotrice – Carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza – Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche – Calcolo della resistenza per conduttori tridimensionali

Campo magnetico e forza magnetica

Prime evidenze sperimentali – Linee del campo magnetico e legge di Gauss per il campo magnetico – Forza magnetica su una carica in moto, moto di una particella carica in campo magnetico – Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente – Momenti meccanici su circuiti piani e principio di equivalenza di Ampère – Esempi di moti di particelle cariche in campo magnetico uniforme

Sorgenti del campo magnetico e legge di Ampère

Campo magnetico prodotto da una corrente, legge elementare di Laplace - Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari – Azioni elettrodinamiche tra circuiti percorsi da corrente – Legge di Ampère – Proprietà del campo magnetostatico nel vuoto

Proprietà magnetiche della materia

Evidenze sperimentali e magnetizzazione della materia – Permeabilità magnetica e suscettività magnetica – Correnti amperiane e magnetizzazione – Equazioni generali della magnetostatica, il campo H – Sostanze ferromagnetiche e ciclo di isteresi – Discontinuità dei campi B e H sulla superficie di separazione tra due mezzi magnetizzati, campi all’interno di una cavità – Confronto tra le leggi dell’elettrostatica e della magnetostatica in mezzi omogenei indefiniti – Circuiti magnetici – Elettromagneti e magneti permanenti

Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo

Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica – Legge di Lenz – Origine fisica della forza elettromotrice indotta: moto traslatorio di un conduttore in campo magnetico costante e campo magnetico variabile nel tempo – Applicazioni della legge di Faraday – Legge di Felici e misure di campo magnetico – Autoinduzione – Circuito RL in corrente continua – Energia magnetica – Energia magnetica in presenza di materiali magnetici – Induzione mutua – Energia magnetica di circuiti accoppiati – Corrente di spostamento e legge di Ampère-Maxwell – Equazioni di Maxwell