Indice. Prefazione all edizione italiana Prefazione all edizione americana. Capitolo 1 Introduzione: onde e fasori 1

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Isabella Carlini
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1 Indice Prefazione all edizione italiana Prefazione all edizione americana VII IX Capitolo 1 Introduzione: onde e fasori 1 Generalità Dimensioni, unità di misura e notazione La natura dell elettromagnetismo La forza gravitazionale: un utile analogia Campi elettrici Campi magnetici Campi statici e dinamici Onde progressive Onde sinusoidali in un mezzo senza perdite Onde sinusoidali in un mezzo con perdite Lo spettro elettromagnetico Richiami sui numeri complessi Richiami sui fasori 24 Concetti fondamentali 29 Problemi 30 Capitolo 2 Linee di trasmissione Generalità Il ruolo della lunghezza d onda Modi propaganti Modello a costanti concentrate Equazioni della linea di trasmissione Propagazione delle onde in una linea di trasmissione Linea di trasmissione senza perdite Coefficiente di riflessione in tensione Onde stazionarie Impedenza di ingresso della linea senza perdite Casi particolari di linea senza perdite Linea in cortocircuito Linea in circuito aperto Applicazioni delle misure in cortocircuito e in circuito aperto Linea di lunghezza l ¼ n= Trasformatore a quarto d onda Linea di trasmissione adattata: Z L ¼ Z 0 66

3.2 Onde sinusoidali in un mezzo con perdite 16 1.4 Lo spettro elettromagnetico 18 1.5 Richiami sui numeri complessi 21 1.

2 VI Indice 2.8 Trasferimento di potenza in una linea senza perdite Potenza istantanea Potenza media La carta di Smith Equazioni parametriche Impedenza di ingresso ROS, massimi e minimi di tensione Trasformazione da impedenza ad ammettenza Adattamento di impedenza Transitori in una linea di trasmissione Risposta in transitorio Diagrammi a rimbalzo 91 Problemi 96 Capitolo 3 Analisi vettoriale 103 Generalità Leggi fondamentali dell algebra vettoriale Uguaglianza tra vettori Addizione e sottrazione tra vettori Vettore posizione e distanza Moltiplicazione tra vettori Triplo prodotto scalare e vettoriale Sistemi di riferimento ortogonali Coordinate cartesiane Coordinate cilindriche Coordinate sferiche Trasformazioni tra sistemi di riferimento Trasformazioni da coordinate cartesiane a cilindriche Trasformazioni da coordinate cartesiane a sferiche Trasformazioni da coordinate cilindriche a sferiche Distanza tra due punti Gradiente di un campo scalare Operatore gradiente in coordinate cilindriche e sferiche Proprietà dell operatore gradiente Divergenza di un campo vettoriale Teorema della divergenza Considerazioni sulla notazione Rotore di un campo vettoriale Identità vettoriali caratteristiche del rotore Teorema di Stokes Operatore Laplaciano Problemi 141 Capitolo 4 Elettrostatica Equazioni di Maxwell Distribuzioni di carica e di corrente Densità di carica Densità di corrente 148

11.2 Diagrammi a rimbalzo 91 Problemi 96 Capitolo 3 Analisi vettoriale 103 Generalità 103 3.1 Leggi fondamentali dell algebra vettoriale 103 3.1.1 Uguaglianza tra vettori 104 3.1.2 Addizione e sottrazione tra vettori 105 3.

3 Indice VII 4.3 Legge di Coulomb Campo elettrico generato da molteplici cariche puntuali Campo elettrico generato da una distribuzione di carica Legge di Gauss Potenziale scalare elettrico Potenziale elettrico come funzione del campo elettrico Potenziale elettrico generato da cariche puntuali Potenziale elettrico generato da distribuzioni continue Campo elettrico come funzione del potenziale elettrico Equazione di Poisson Proprietà elettriche dei materiali Conduttori Resistenza Legge di Joule Dielettrici Condizioni al contorno elettriche Interfaccia Dielettrico-Conduttore Interfaccia Conduttore-Conduttore Capacità Energia Potenziale Elettrostatica Metodo delle Immagini 186 Problemi 189 Capitolo 5 Magnetostatica 195 Generalità Forze e coppie magnetiche Forza magnetica agente su un conduttore percorso da corrente Coppia magnetica agente su una spira percorsa da corrente Legge di Biot-Savart Campo magnetico generato da distribuzioni di correnti superficiali e volumetriche Campo magnetico generato da un dipolo magnetico Forza magnetica tra due conduttori paralleli Equazioni magnetostatiche di Maxwell Legge del magnetismo di Gauss Legge di Ampère Potenziale vettore magnetico Proprietà magnetiche dei materiali Momento magnetico orbitale e di spin Permeabilità magnetica Isteresi magnetica nei materiali ferromagnetici Condizioni al contorno magnetiche Induttanza Campo magnetico generato da un solenoide Autoinduttanza Induttanza mutua Energia magnetica 231 Problemi 234

5.4 Campo elettrico come funzione del potenziale elettrico 163 4.5.5 Equazione di Poisson 164 4.6 Proprietà elettriche dei materiali 165 4.7 Conduttori 167 4.7.1 Resistenza 168 4.7.2 Legge di Joule 170 4.

4 VIII Indice Capitolo 6 Equazioni di Maxwell per campi tempo-varianti 241 Campi Dinamici Legge di Faraday Circuito stazionario in un campo magnetico tempo-variante Trasformatore ideale Conduttore in moto in un campo magnetico statico Generatore elettrico Conduttore in moto in un campo magnetico tempo-variante Corrente di spostamento Condizioni al contorno elettromagnetiche Relazione di continuità carica-corrente Dispersione delle cariche libere in un conduttore Potenziali elettromagnetici Potenziali ritardati Potenziali in regime armonico 266 Problemi 270 Capitolo 7 Propagazione delle onde piane 273 Propagazione libera delle onde elettromagnetiche Campi in regime armonico Permittività complessa Equazione delle onde in un mezzo privo di cariche Propagazione di onde piane in mezzi senza perdite Onde piane uniformi Relazione generale tra E e H Polarizzazione delle onde Polarizzazione lineare Polarizzazione circolare Polarizzazione ellittica Propagazione di onde piane in mezzi con perdite Dielettrico a basse perdite Buon conduttore Flusso di corrente in un buon conduttore Densità di potenza elettromagnetica Onda piana in un mezzo senza perdite Onda piana in un mezzo con perdite Scala in decibel per i rapporti tra potenze 303 Problemi 305 Capitolo 8 Riflessione e trasmissione delle onde e ottica geometrica 309 Onde elettromagnetiche all interfaccia tra mezzi diversi Riflessione e trasmissione delle onde con incidenza normale Interfaccia tra mezzi senza perdite Analogia con la linea di trasmissione Flusso di potenza nei mezzi senza perdite Interfaccia tra mezzi con perdite Leggi di Snell Fibre ottiche 325

7 Corrente di spostamento 257 6.8 Condizioni al contorno elettromagnetiche 260 6.9 Relazione di continuità carica-corrente 261 6.10 Dispersione delle cariche libere in un conduttore 263 6.

5 Indice IX 8.4 Riflessione e trasmissione delle onde con incidenza obliqua Polarizzazione perpendicolare Polarizzazione parallela Angolo di Brewster Riflettività e trasmittività Ottica geometrica Immagini formate da specchi Immagini formate da specchi piani Immagini formate da specchi sferici Immagini formate da lenti sferiche 346 Problemi 354 Capitolo 9 Radiazione e antenne 359 Generalità 359 Reciprocità 360 Sorgenti della radiazione 361 Regione di campo lontano 361 Schiere di antenne Dipolo corto Approssimazione di campo lontano Densità di potenza Caratteristiche di radiazione di un antenna Diagramma di radiazione Dimensioni del lobo Direttività Guadagno Resistenza di radiazione Dipolo a mezz onda Direttività del dipolo = Resistenza di radiazione del dipolo = Monopolo a quarto d onda Dipolo di lunghezza arbitraria Area efficace di un antenna ricevente Formula di trasmissione di Friis Radiazione emessa da antenne a grande apertura Apertura rettangolare con distribuzione di campo uniforme Ampiezza del lobo Direttività e area efficace Schiere di antenne Schiera di N elementi con distribuzione di fase uniforme Schiere a scansione elettronica Eccitazione ad ampiezza uniforme Alimentazione della schiera 407 Problemi 412 Capitolo 10 Sistemi di comunicazione via satellite e radar 415 Esempi applicativi Sistemi di comunicazione via satellite 415

8 Immagini formate da lenti sferiche 346 Problemi 354 Capitolo 9 Radiazione e antenne 359 Generalità 359 Reciprocità 360 Sorgenti della radiazione 361 Regione di campo lontano 361 Schiere di antenne

6 X Indice 10.2 Transponder satellitari Bilancio di potenza del collegamento radio Antenne Sensori radar Principi di funzionamento dei sistemi radar Distanza non ambigua Risoluzione radiale e angolare Rivelazione del bersaglio Radar doppler Radar monoimpulso 432 Problemi 436 Appendice A Simboli, grandezze e unità di misura 437 Appendice B Parametri costitutivi di materiali di uso comune 439 Appendice C Formule matematiche 441 Appendice D Risposte ai problemi di numero dispari 443 Bibliografia 451

6 Rivelazione del bersaglio 427 10.7 Radar doppler 430 10.

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