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Elettromagnetismo per la Trasmissione dell'Informazione
Electromagnetics for Information Transmission
Marco Farina

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo II
Lingua ITA

Prerequisiti
Si assume che lo studente abbia familiarità con l'algebra vettoriale ed alcune basi di Analisi Matematica, nonché conoscenza delle principali proprietà dei numeri complessi. Si richiede che lo studente abbia solide basi di Fisica

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze relative ai principi della teoria dell’elettromagnetismo e di comprendere come essa si applichi ad alcuni casi di rilevo, con particolare accento sui concetti di uso comune nelle Telecomunicazioni e nell’Informatica. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di fisica, costituiranno un compendio fortemente multidisciplinare con studio approfondito dei fenomeni ondulatori e propagativi, della loro modellizzazione, e del loro uso nell’Ingegneria.Obiettivo è fornire conoscenze, comprensione e strumenti che possano essere riutilizzati anche in ambiti esterni all’elettromagnetismo stesso, laddove i fenomeni ondulatori siano fondamentali.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
L’insegnamento fornisce la capacità di applicare la teoria dell’elettromagnetismo –e più in generali dei campi e della propagazione- a concreti problemi di progetto, in particolare per l’ottimizzazione della trasmissione dei segnali attraverso tecniche di adattamento, per l’adozione della struttura di propagazione (guidata e non) più idonea nel contesto del sistema che si deve progettare, e per la realizzazione di programmi di simulazione e modello con tecniche numeriche.
COMPETENZE TRASVERSALI:
La forte interdisciplinarietà del corso forza lo studente a collegare concetti di discipline molto diverse dell’Ingegneria, contribuendo a migliorare la propria capacità di apprendimento in autonomia. Inoltre l’insegnamento fornisce competenze che consentono di dialogare e lavorare in gruppo con figure professionali e tecniche esterne al proprio ambito disciplinare.

Programma
Lezioni Frontali (56 ore): Elettrostatica e Magnetostatica in equazioni differenziali; tecniche di soluzione numeriche ed analitiche; Elettrodinamica ed equazioni di Maxwell; Linee di trasmissione e propagazione guidata; Guide metalliche e guide dielettriche; Matrici ABCD ed S; progettazione di adattatori; Fenomeni di radiazione: propagazione libera ed antenne. Esercitazioni e Laboratorio (16 ore): soluzione di problemi di elettromagnetismo; progettazione di adattatori singolo stub, doppio stub, a costanti concentrate; uso di programmi di progettazione; controllo di un sistema elettromagnetico di microscopia

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti avviene attraverso due prove: una prova scritta ed una prova orale. Il superamento della prova scritta con almeno 18/30 è propedeutico al sostenimento della prova orale. La prova orale può essere sostenuta lo stesso giorno della prova scritta o, alternativamente, negli appelli successivi, o in date concordate, entro un anno dal superamento dello scritto. Non occorre superare un nuovo scritto nel caso di insufficienza nella prova orale. Il non superamento di un esame non pregiudica l'iscrizione all'esame successivo. Possibili eccezioni a tale regola verranno indicate esplicitamente nel calendario esami. La consegna di un elaborato non annulla la validità di elaborati consegnati in precedenti appelli (durante la prova orale lo studente dovrà indicare uno solo degli elaborati). La prova scritta consiste generalmente in 5 esercizi, ciascuno di valore 6/30, da svolgere in due ore. Gli studenti conservano un copia personale del compito svolto dopo la consegna dell'elaborato. Al termine della prova il docente pubblica in rete -sul sito ufficiale del corso moodle - la procedura di soluzione, in base alla quale gli studenti possono procedere all'autovalutazione, ovvero ad una valutazione preliminare del raggiungimento della sufficienza. Solo coloro che hanno raggiunto 18/30 all'autovalutazione possono presentarsi per la prova orale. La prova orale consiste in due parti: nella prima si discute la prova scritta e si verifica la validità dell'autovalutazione e nella seconda si procede alla discussione di alcuni argomenti trattati nel corso. Il numero di argomenti non è prefissato, ma è funzione dell'andamento dell'esame orale.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo la valutazione, lo studente deve dimostrare di padroneggiare i concetti introdotti nel corso; nella prova scritta si verifica la capacità di risolvere problemi con le metodologie introdotte nel corso. Nella prova orale lo studente deve dimostrare di essere in grado di introdurre, ricavare, argomentare, dimostrare e collegare relazioni e teorie legate all'elettromagnetismo e alle sue applicazioni, con particolare accento alle applicazioni nel campo dell'informazione

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La prova di esame è svolta nell'intento di comprendere: 1) l'impegno profuso dallo studente nella preparazione dell'esame stesso 2) quanto è stato effettivamente appreso, e quanto realmente compreso dallo studente 3) la capacità dello studente di sviluppare considerazioni proprie e critiche dei concetti studiati, nonché l'abilità ad usarli autonomamente a problemi non esplicitamente trattati a lezione 4) il possibile impatto di condizioni personali particolari (emotività, problemi di comunicazione e di apprendimento).

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
NON vengono effettuate medie tra il voto della prova scritta e quello della prova orale, poiché le due prove misurano due aspetti diversi (l'aspetto applicativo nella prova scritta e quello teorico nella prova orale). Mentre in linea teorica si può aspirare al massimo punteggio finale anche con una prova scritta solo sufficiente, lo svolgimento della prova orale è fortemente dipendente dalla valutazione ottenuta nella prova scritta; parte della prova orale è dedicata, in tal caso, a determinare le cause che hanno prodotto gli errori nella prova scritta. La valutazione si basa quindi sull'applicazione al complesso dell'elaborato scritto e della prova orale dei criteri di misura descritti in “Criteri di Misurazione dell'Apprendimento“. L'uso del criterio di misurazione dell'apprendimento 1) consente di stabilire un voto tra 0 e 20; il criterio 2), evidentemente subordinato al soddisfacimento di 1), consente di collocare lo studente tra 20 e 28) mentre il criterio 3) permette di assegnare i voti tra 28 e 30. Tutte le valu

Testi consigliati
-Ramo-Whinnery-Van Duzer, Campi e Onde nell’elettronica per le comunicazioni, Franco Angeli -R. Feynman, La Fisica di Feynman- elettromagnetismo e materia (vol 2), Zanichelli;

Corsi di laurea

• Ingegneria Informatica e dell'Automazione (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))