Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I935] - APPLICAZIONI INDUSTRIALI DELL'ELETTROMAGNETISMOINDUSTRY-APPLIED ELECTROMAGNETISM
Valter MARIANI PRIMIANI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT03] INGEGNERIA ELETTRONICA (Curriculum: ELETTRONICA INDUSTRIALE) First Cycle Degree (3 years) - [IT03] ELECTRONICS ENGINEERING (Curriculum: ELETTRONICA INDUSTRIALE)
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 3 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/02 - CAMPI ELETTROMAGNETICI

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Fondamenti di elettromagnetismo - Fondamenti di elettrotecnica - Fondamenti di elettronica - Fondamenti di analisi dei segnali

Basic electromgnetics - Circuit theory fundamentals - Electronic principles - Signal theory fundamentals.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni frontali in aula e in laboratorio

Classroom and laboratory frontal lessons


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il corso si colloca all’interno del percorso di
Ingegneria Industriale con riferimento alle
applicazioni dei campi elettromagnetici. Il corso
fornisce la conoscenza e l’apprendimento dei
principali processi e applicazioni industriali che
utilizzano le onde elettromagnetiche e sulle sorgenti
utilizzate in ambito industriale. In particolare, lo
studente acquisirà la conoscenza e la competenza
sull’interazione tra materiali e campi elettromagnetici
con aspetti che riguardano anche la sicurezza
dell’esposizione dei lavoratori ai campi
elettromagnetici, e sulle tecniche di misura. Verrà
anche fornita conoscenza e competenza sui rischi
indiretti che i campi elettromagnetici hanno quando
interagiscono con apparecchiature elettroniche da cui
dipende la sicurezza umana.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Le competenze e conoscenze saranno applicate a
casi realistici con il dimensionamento di massima del
problema elettromagnetico. Si applicheranno le
conoscenze elettromagnetiche per studiare il
funzionamento dei principali componenti a
radiofrequenza e microonde della catena, nonchè per
approfondire le tecniche di caratterizzazione e misura
dei campi. Le competenze relative alla sicurezza
saranno applicate alla valutazione del rischio elettrico
ed elettromagnetico in modo da fornire allo studente
una visione d’insieme dell’impianto includendo tutti
gli aspetti necessari alla sua gestione.


Competenze trasversali.

L’analisi di alcuni esempi reali, che porterà alla
stesura di una relazione, contribuirà a migliorare sia il
grado di autonomia di giudizio in generale, sia la
capacità comunicativa che deriva anche dal lavoro in
gruppo, sia la capacità di apprendimento in
autonomia e di trarre conclusioni, dello studente. Il
rafforzamento di queste competenze trasversali è
fondamentale per preparare lo studente alle attività
ingegneristiche di gestione di impianti che utilizzano i
campi elettromagnetici.


Knowledge and Understanding.

The course is within the framework of the industrial
engineering and referring to electromagnetic field
applications. The course provides the knowledge and
the understanding of the industrial processes
involving electromagnetic fields and the most
commonly sources adopted. The student will acquire
the knowledge of the interaction between the
electromagnetic field and materials also including the
safety aspects due to possible human exposure, and
the knowledge of measurement techniques. The
student will also understand the concept of indirect
risk of electromagnetic fields due to the interaction
with electronic apparatus which involve human
safety.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The knowledge and understandings will be applied to
typical cases to design the electromagnetic action.
The knowledge will be applied to study the major RF
and microwave components of the system, and to
study the measurement techniques. The knowledge
will be also applied to verify the electrical and
electromagnetic safety of typical situations to get a
whole understanding of the system, which is
necessary for its management.


Transversal Skills.

The analysis of some real examples will contribute to
improve the student leaning capability. The
preparation of a report will allow to stimulate the
communication capability, the team working method,
and the capability to synthetize a solution. These
abilities are of importance to manage an industrial
installation that makes using of electromagnetic
fields.



PROGRAMMA PROGRAM

Richiami sull’espressione delle grandezze in unità logaritmiche – Richiami sull’analisi in frequenza – Richiami di elettromagnetismo – Interazioni tra campi e materia – Frequenze ISM – Comportamento di componenti reali – Riscaldamento a induzione – riscaldamento dielettrico RF e MW - Applicatori – Trasferimento di potenza wireless - Linee di trasmissione – Tecniche di adattamento e relativi componenti – Matrice di diffusione – guide d’onda – componenti in guida – cavità risonanti – camere riverberanti elettromagnetiche - misure di impedenza in bassa, alta e altissima (MW) frequenza – Misure di potenza e frequenza – Misure di campo elettromagnetico – sicurezza elettrica – effetti biologici dei campi elettromagnetici - sicurezza per l’esposizione e campi elettromagnetici – Normative nazionali ed internazionali - principi ed esempi di antenne - Compatibilità elettromagnetica e relative norme – Schermature - Esempio di simulatore numerico in elettromagnetismo per antenne, guide d’onda e componenti

The using of logarithmic measurement units – The frequency domain – Recall on fundamentals of electromagnetics – Interaction with matter – ISM Frequencies – Behaviour of real components – Induction heating – Dielectric heating at RF and MW frequencies – Applicators – Wireless power transfer – Transmission lines – Matching techniques and related components – Scattering matrix – Waveguides – Waveguide components – Resonant cavities – Reverberation chambers – Impedance measurements in low, medium and very high (MW) frequencies – Power and frequency measurements – Measurement method for the electromagnetic field – Electrical safety – Biological effects of electromagnetic fields – Safety aspects and control for human exposure to fields – National and international standards – Principle of antennas and examples – Electromagnetic Compatibility and related standards – Shielding – Example of a numerical code for the design of antennas and waveguide components.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consiste in una prova orale articolata in tre domande basate su argomenti del corso. Se necessario, i quesiti la cui risposta richiede l'esecuzione di brevi calcoli, saranno svolti in forma scritta contestualmente alla prova orale. I quesiti che prevedono la stesura di schemi a blocchi, schemi elettrici, grafici e, l’esecuzione di dimostrazioni analitiche saranno svolti in forma scritta contestualmente alla prova orale. Gli eventuali casi concreti analizzati durante il corso potranno prevedere la stesura di una relazione da parte dello studente, che potrà essere oggetto di valutazione sempre secondo quanto sopra indicato. In tal caso il quesito effettuato sulla relazione costituirà una delle tre domande.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la prova orale, lo studente dovrà dimostrare di possedere una sufficiente conoscenza dei contenuti dell’insegnamento che dovranno essere esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata terminologia tecnica. Verrà valutata la sua capacità di dimostrare i principi che regolano le applicazioni industriali dell'elettromagnetismo e la sua capacità di collegamento tra gli argomenti nonchè, la capacità di applicazione ad esempi concreti. La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti dell'insegnamento, esposta con completa padronanza del linguaggio tecnico.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

All’esposizione che lo studente fornirà per ciascuna delle tre domande verrà assegnato un voto da zero a dieci. Il voto sarà espresso in trentesimi con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale sarà la somma dei voti ottenuti nelle tre domande. L'esame sarà superato se globalmente si otterrà una votazione di almeno diciotto trentesimi. La lode sarà riservata agli studenti che, avendo risposto a tutte le domande in modo corretto e completo, avranno dimostrato una particolare brillantezza nell'esposizione ed una particolare abilità ed autonomia nelle dimostrazioni teoriche.


Learning Evaluation Methods.

The examination is oral and it consists in three questions about all the topics. If required, the questions that require some calculation execution will be answered in a written form during the oral examination itself. The questions that require to draw some block diagrams, electric schemes, graphics, and the execution of analytical demonstrations will be answered in a written form during the oral examination itself. Real cases analysed during the course could require to provide a written report by the student. This report could be used to formulate one question during the examination.


Learning Evaluation Criteria.

Students must explain the topics in a sufficiently corrected way using adequate technical words and phrases. The ability to demonstrate and to apply the principles of the industrial application of the electromagnetic fields will be checked, together with the ability to put in relationship several topics and to analyse real practical cases. The highest score will be obtained showing a deep knowledge of the topics presented using a valuable technical language.


Learning Measurement Criteria.

A score ranging from zero up to ten will be assigned to each question. The score will be given in thirtieths with a distinction if deserved.


Final Mark Allocation Criteria.

The final score is the sum of the score of all questions. The examination is passed if the total score will be equal or greater than eighteen. The “30/30 with distinction” score is reserved to those students who, in addition to a correct and complete answer to all questions, show a strong ability and autonomy in theoretical demonstrations.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

“Foundations and Applications of Microwave and Radio Frequency fields”, G. Roussy, J.A. Pearce, John Wiley & Sons.
“Il riscaldamento a Microonde: principi e applicazioni”, Autori vari (a cura di Cristina Leonelli), Pitagora Editrice Bologna

Qualunque testo di Campi elettromagnetici, ad esempio "Fields and Waves in Communication Electronics," Simon Ramo, John R. Whinnery, Theodore Van Duzer.
oppure "Electromagnetics with Applications", by Kraus/Fleish, McGraw-Hill International Edittions, fifth Edition.

Materiale eventualmete fornito dal docente, se necessario, e disponibile al link https://learn.univpm.it.

“Foundations and Applications of Microwave and Radio Frequency fields”, G. Roussy, J.A. Pearce, John Wiley & Sons.
“Il riscaldamento a Microonde: principi e applicazioni”, Autori vari (a cura di Cristina Leonelli), Pitagora Editrice Bologna

Whatever basic electromagnetic book, such as "Fields and Waves in Communication Electronics," Simon Ramo, John R. Whinnery, Theodore Van Duzer.
Or in alternative "Electromagnetics with Applications", by Kraus/Fleish, McGraw-Hill International Edittions, fifth Edition.
Material provided by the by the Professor and available at https://learn.univpm.it


E-LEARNING E-LEARNING

No

No


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427