CORSO DI MATERIALI E TECNOLOGIE ELETTRICHE

1. CORSO DIMATERIALI ETECNOLOGIE ELETTRICHE Prof. Giovanni LupòDipartimento di Ingegneria ElettricaUniversità di Napoli Federico IICorso di Laurea in Ingegneria Elettrica – III anno – II semestre a.a. 2009/10 – I -

2. COLLEGAMENTI DISCIPLINARI MATERIALI Proprietà Fenomenologia elettrica e magnetica (FISICA) Tecnologie APPLICAZIONI industriali Campi scalari e vettoriali Analisi matematica Calcolo differenziale ed integrale Progettazione Collaudi e verifiche CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

3. APPROCCIO METODOLOGICO • Proprietà dei materiali • Condizioni operative • Sollecitazioni sui materiali (stress meccanico, termico, elettrico, chimico,…) • Tecnologie ottimali per la realizzazione e l’impiego di componenti • Valutazione della sollecitazione limite (strength) in transitorio e nel medio e lungo termine CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

4. SOLLECITAZIONI ELETTRICHE E MAGNETICHE • Forza di Lorentz • Et campo “elettrico” totale • B campo “magnetico” CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

5. EQUAZIONI DI MAXWELLforma integrale Legge dell’induzione elettromagnetica (Faraday-Neumann) Legge di Gauss Conservazione del flusso Legge di Ampère- Maxwell CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

6. EQUAZIONI DI MAXWELLforma locale CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

7. EQUAZIONI DI MAXWELLcampi scalari e vettoriali • (P) densità volumetrica di carica - campo scalare • J(P) densità di corrente di conduzione – campo vettoriale • densità di corrente di “spostamento” • B campo magnetico legato alle correnti di conduzione e spostamento • E campo elettrico legato alla distribuzione di carica volumetrica e a CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

8. Parte 4a EQUAZIONI DI MAXWELL(forma locale) sorgenti • (P) densità volumetrica di carica (“fontane”) • J(P) densità di corrente di conduzione ( “macro” + “nano”)(“vortici”) • densità di corrente di “spostamento”(“vortici”) CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

9. Parte 5a SOLLECITAZIONI ELETTRICHE E MAGNETICHE effetti • Et accelerazione lineare/ deformazione • B deviazione di particella in moto, azioni (integrali) ponderomotrici su conduttori interessati da corrente, principio del motore elettrico, principio dell’alternatore CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

10. PROPRIETA’ FONDAMENTALI DEI MATERIALI • Tavola periodica degli elementi (-1865) • Mendeleev • “Numeri” notevoli CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

11. CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

12. C Atomo CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

13. Modello di BOHR CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

14. “Numeri” notevoli • unità di massa atomica [u],[Da] pari a circa un dodicesimo dell’atomo di 12C ↔1,660565 10-27 kg • massa dell’elettrone a riposo ≈1030 kg • carica elementare : |e|=1.6 10-19 C • elettronvolt: energia pari a 1.6 10-19 J • Numero atomico • Mole: numero atomico espresso in grammi • Numero di Avogadro: numero per atomi per mole : 6,022 1023 • Velocità della luce c3 108 m/s • Costante di Planck h = 6.628 1034 J s W=h  CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

15. EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER (I) CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

16. EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER (II) CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

17. Numero quantico l CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

18. Numero quantico l CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

19. Numero quantico ml CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

20. PRINCIPIO DI ESCLUSIONE CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

21. Configurazione elettronica CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

22. DATI ELEMENTARI CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

23. LE UNITÀ DI MISURA DEL SISTEMA INTERNAZIONALE (2007) CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

24. Il metro è definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo (1983). • Il chilogrammo è la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro pari a 0,039 m di una lega di platino-iridio depositato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia. (1875) • Il secondo è definito come la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133 (1967). • L’ ampere è l'intensità di corrente elettrica che, se mantenuta in due conduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita e sezione trasversale trascurabile, posti a un metro di distanza l'uno dall'altro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a 2 • 10-7 newton per metro di lunghezza. (1946) • Il kelvin è definito come 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua. (1862) • La mole viene definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di entità elementari pari al numero di atomi presenti in 12 grammi di carbonio-12 (numero di Avogadro: 6,022 • 1023) . (1971) • La candela è pari all'intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente una radiazione monocromatica di frequenza pari a 540 • 1012 hertz e di intensità radiante in quella direzione di 1/683 di watt per steradiante (1982). • Si riportano le definizioni ufficiali. Ovviamente esistono campioni di riferimento “storici” (vedi museo di Sèvres) di interesse praticamente immutato dal punto di vista “ingegneristico”. CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

25. CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

26. Prefissi CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

27. UNITÀ DI MISURA TOLLERATE NEL SI CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

28. Unità (non appartenenti al SI) accettate perché più precise CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-

29. Altre unità non SI accettate in ambiti commerciali, legali, e nella navigazione. CdL Ing. Elettrica - Materiali e Tecnologie Elettriche 2009/10 -I-