Insegnamenti

 
Seleziona l'Anno Accademico:    2012/20132013/20142014/20152015/20162016/20172017/2018

IN/0048 - COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA

Anno Accademico 2016/2017

Docente
ALESSANDRO FANTI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/75]  INGEGNERIA BIOMEDICA [75/00 - Ord. 2014]  PERCORSO COMUNE550
Obiettivi

Obiettivo del corso e` fornire allo studente i concetti su cui si basano le applicazioni ingegneristiche dei campi elettromagnetici di maggiore interesse di un ingegnere biomedico, e di presentare tecniche di analisi e dimensionamento di queste ultime. L'approccio è stato scelto considerando che un ingegnere biomedico difficilmente si troverà a dover progettare dispositivi basati sul campo elettromagnetico, ma dovrà essere l'interfaccia tra i progettisti e gli utilizzatori. Sono stati privilegiati, ove possibile, modelli semplici anche se approssimati a tecniche di analisi sofisticate. Ma di questi modelli sono discussi in dettaglio le approssimazioni su cui sono basati, i livelli di precisione e i limiti.

L’impostazione didattica prevede che la formazione teorica sia accompagnata da esempi, applicazioni e esercizi, che sollecitano la partecipazione attiva, l’attitudine propositiva, la capacita` di elaborazione autonoma. L'approccio seguito consente pertanto allo studente di utilizzare le conoscenze acquisite nella pratica professionale, e di estenderle, se necessario, valutando e utilizzando i risultati disponibili in letteratura.

Prerequisiti

Il corso richiede una buona conoscenza di tutti gli argomenti di Fisica 2, e di molti argomenti di Matematica 1 e 2 (calcolo differenziale in più variabili, algebra e analisi vettoriale, operazioni e funzioni esponenziali di numeri complessi, equazioni differenziali semplici). Per molti argomenti è poi necessaria una certa conoscenza e abilità relativa a semplici circuiti in corrente alternata.

Contenuti

Il corso è logicamente diviso in tre parti. In una prima parte vengono sviluppati i concetti base del campo elettromagnetico, con particolare riferimento al bilancio energetico del campo. Verrà poi presentata la propagazione, riflessione e rifrazione di onde piane, e infine verranno discusse in dettaglio le applicazioni scelte, in particolare le tecniche di schermaggio e le interazioni tra campo e tessuti biologici.
Leggi del campo elettromagnetico variabile: Equazioni di Maxwell, relazioni costitutive, continuità dei campi, bilancio di energia (ore lezione 4; ore esercitazioni 1);
Onde piane: Propagazione per onde, onde piane, incidenza su semispazi, Legge di Snell, coefficienti di Fresnel (ore lezione 7; ore esercitazioni 2);
Linee di trasmissione (ore lezione 3; ore esercitazioni 1);
Sorgenti elementari e sensori di campo: Dipolo elementare elettrico, campo vicino e lontano, dualità, spira elementare, sensori di campo (ore lezione 6; ore esercitazioni 1);
Schermi elettromagnetici: Schermi larghi e sottili, schermi con fori, schermi in campo vicino (ore lezione 5; ore esercitazioni 5);
Proprietà elettromagnetiche dei materiali: dielettrici, modello di Debye, proprietà dielettriche dell''acqua e dei materiali biologici (ore lezione 3; ore esercitazioni 1);
Interazioni col corpo umano: normative sulla esposizione, ipertermia (ore lezione 3; ore esercitazioni 2);
Diagnostica usando campi elettromagnetici: diagnostica radiometrica, MRI (ore lezione 3; ore esercitazioni 1).

Metodi Didattici

Le lezioni teoriche saranno sviluppate cercando di collegare ogni argomento ai precedenti in modo da migliorare la capacità di sviluppare logicamente gli argomenti. Particolare cura verrà posta nel collegare gli argomenti agli altri corsi, e alla pratica professionale. La parte esercitativa verrà centrata sulla capacità di costruire un modello (semplice) che descriva l''oggetto o fenomeno, in modo da poter arrivare ai risultati richiesti.

A inizio corso verranno fatti richiami relativi agli argomenti di base (vettori e numeri complessi) che sono stati meno utilizzati nei corsi precedenti, con una verifica delle conoscenze prima e dopo questi richiami.

Verifica dell'apprendimento

La verifica dell''apprendimento avverrà mediante una prova scritta finale, in cui verranno proposti problemi di analisi e dimensionamento equivalenti a quelli svolti a lezione. In dettaglio, un oggetto o un fenomeno va modellato usando i concetti e i modelli sviluppati a lezione, in modo da ricavare semplici relazioni che lo descrivono, e che vanno poi risolte. Parte degli esercizi verranno costruiti in modo da richiedere, per la soluzione, non solo conoscenza e abilità, ma anche competenze sul corso. Ovviamente le prime sono un prerequisito per superare l''esame. I voti più alti richiederanno invece che lo studente dimostri anche una certa competenza.

Testi

Appunti delle lezioni
Normativa italiana sulle esposizioni ai campi elettromagnetici

Per consultazione:
S. RAMO, J. WHINENRY, A. VAN DUZER: Campi e Onde nell''Elettronica per le Comunicazioni Ed. F. Angeli
J.A. EDMINISTER: Theory and problems of Electromagnetics - collana Schaum - Ed. McGraw-Hill (contiene anche esercizi svolti)
G. CONCIAURO, R. PERREGRINI: Introduzione alle Onde elettromagnetiche, Ed. McGraw-Hill
A. BOCHICCHIO, G. GIAMBARTOLOMEI: Lezioni di Compatibilità Elettromagnetica, Ed. Pitagora

Altre Informazioni

Sono disponibili gli appunti del corso e i testi delle esercitazioni sviluppate durante il corso stesso. Verranno anche forniti un certo numero di esercizi di esame, parte con soluzione, o traccia di soluzione parte con le sole risposte e parte col solo testo, in modo da abituare lo studente anche a valutare la correttezza dei suoi ragionamenti.

credits unica.it | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy

Nascondi la toolbar