Campi E Onde Nell'elettronica Per Le Comunicazioni
- ISBN/EAN
- 9788820473853
- Editore
- Franco Angeli
- Collana
- Ingegneria elettrica
- Formato
- Brossura
- Anno
- 2002
- Edizione
- 11
- Pagine
- 952
Disponibile
51,00 €
Il libro copre un ampio settore dell'ingegneria elettrica - quello dei campi elettromagnetici - e si colloca come testo di base che fornisce i fondamenti fisici di altre discipline (quali l'elettrotecnica circuiate e i dispositivo a semiconduttore) già trattate nella Collana di ingegneria elettrica.
L'opera tratta inoltre le applicazioni specifiche dell'elettromagnetismo, con particolare riferimento a quelle di rilevante interesse per le comunicazioni elettriche.
Il testo ha il pregio di avere un'impostazione prettamente ingegneristica, evitando d'insistere sugli aspetti fisico-matematici dell'elettromagnetismo che più propriamente interessano la fisica, di norma invece ampiamente sviluppati a scapito delle applicazioni. Gli autori, due dei quali (Whinnery e Van Duzer) sono professori all'Università di California a Berkeley, mentre il terzo (Ramo) è presidente della società multinazionale TRW, partendo dalle equazioni fondamentali del campi elettromagnetici e dalle relazioni costitutive dei materiali di interesse per l'elettronica, giungono così coi lettore fino ad approfondire un ampio spettro di applicazioni che rendono lo studio dell'opera particolarmente consigliabile a quanti si occupano del settore.
Maggiori Informazioni
| Autore | Ramo Simon; Whinnery John; Van Duzer Theodore |
|---|---|
| Editore | Franco Angeli |
| Anno | 2002 |
| Tipologia | Libro |
| Collana | Ingegneria elettrica |
| Num. Collana | 3 |
| Lingua | Italiano |
| Indice | Prefazione 1 Nozioni fondamentali su oscillazioni e onde 1.01 Introduzione Circuiti semplici come esempi di sistemi oscillanti 1.02 Oscillazioni libere in un circuito semplice ideale 1.03 Metodi elementari per la soluzione dell'equazione del moto armonico semplice 1.04 Oscillazioni naturali con perdite - Metodo approssimato 1.05 Soluzione esatta dell'equazione di un circuito con perdite 1.06 Oscillazioni forzate in un circuito ideale L-C 1.07 Approssimazioni della impedenza di ingresso alla risonanza e intorno alla risonanza Uso degli esponenziali complessi 1.08 Esponenziali complessi nell'equazione di un circuito 1.09 Uso degli esponenziali complessi nel calcolo delle potenze Serie di Fourier 1.10 Coefficienti di Fourier per funzioni periodiche 1.11 Analisi di Fourier di una tensione a onda quadra 1.12 Serie di Fourier per rappresentare una funzione su di un intervallo Le linee di trasmissione come esempi di sistemi con propagazione di onde 1.13 Linea di trasmissione ideale 1.14 Soluzioni dell'equazione delle onde 1.15 Relazione fra tensione e corrente nella linea ideale 1.16 Riflessione e trasmissione in corrispondenza i una discontinuità 1.17 Alcuni problemi elementari sulla propagazione per onde 1.18 Linea ideale pilotata con tensioni sinusoidali 1.19 Rapporto onde stazionarie 1.20 Diagramma di Smith per le linee di trasmissione 1.21 Onda stazionaria su una linea ideale 1.22 Approssimazioni fisiche per linee a basse perdite 1.23 Linee di trasmissione con cella elementare generica 1.24 Velocità di propagazione delle onde 1.25 Onde regressive e diagramma w -- ß 1.26 Linee di trasmissione non uniformi 1.27 Teoremi energetici per le linee di trasmissione 1.28 Analisi delle linee di trasmissione in termini di modi naturali 2. Equazioni dei campi elettrici e magnetici stazionari 2.01 Introduzione Campi elettrostatici 2.02 Forza tra cariche elettriche 2.03 Sistemi di unità 2.04 Caratteristiche di un mezzo: terminologia 2.05 Intensità di campo elettrico 2.06 Densità di flusso elettrico 2.07 Legge di Gauss 2.08 Esempi sull'uso della legge di Gauss 2.09 Integrali di superficie e di volume: legge di Gauss in notazione vettoriale 2.10 Prodotto scalare o interno di vettori 2.11 Tubi di flusso 2.12 Divergenza di un campo elettrostatico 2.13 Teorema della divergenza 2.14 Proprietà conservativa del campo elettrostatico 2.15 Potenziale elettrostatico 2.16 Gradiente 2.17 Superfici equipotenziali: dipolo elettrico 2.18 Condizioni al contorno in elettrostatica 2.19 Metodo delle immagini 2.20 Equazioni di Laplace e di Poisson 2.21 Energia di un sistema elettrostatico Campi magnetostatici 2.22 Concetto di campo magnetico 2.23 Prodotto vettoriale o esterno di vettori 2.24 Legge di Ampère: campo sull'asse di una spira circolare 2.25 Unità per le grandezze del campo magnetico 2.26 Circuitazione del campo magnetico 2.27 Campo intorno ad un conduttore rettilineo o tra due cilindri coassiali 2.28 Rotore di un campo vettoriale 2.29 Teorema di Stokes 2.30 Potenziale vettore magnetico 2.31 Campo di una spira di corrente a grande distanza: dipolo magnetico 2.32 Divergenza del campo magnetico 2.33 Equazione differenziale per il potenziale vettore magnetico 2.34 Potenziale scalare magnetico 2.35 Condizioni al contorno per il campo magnetostatico 2.36 Energia di un campo magnetostatico 2.37 Completezza nella specificazione di E e B Proprietà dielettriche e magnetiche della materia 2.38 Concetti di polarizzazione elettrica e magnetica 2.39 Polarizzazione elettrica in relazione alla densità dei dipoli e alle cariche equivalenti 2.40 Esempi dell'uso della polarizzazione e delle cariche equivalenti 2.41 Modello elementare di un dielettrico 2.42 Proprietà della polarizzazione magnetica 2.43 Materiali con polarizzazione elettrica e magnetica residua 2.44 Proprietà dielettriche e rmgnetiche anisotrope 3. Soluzioni dei problemi relativi ai campi statici Considerazioni fondamentali sulla soluzione dei problemi dei campi per mezzo di equazioni differenziali 3.01 Introduzione 3.02 Campi descritti dalle equazioni di Laplace e di Poisson 3.03 Unicità della soluzione 3.04 Sovrapposizione 3.05 Esempio elementare: campo tra due cilindri coassiali con due dielettrici Metodi grafici, numerici e analogici 3.06 Principi della rappresentazione grafica di un campo 3.07 Tecnica della rappresentazione grafica del campo 3.08 Informazioni ottenibili delle mappe di campo 3.09 Soluzioni delle equazioni di Laplace e di Poisson col metodo delle differenze finite 3.10 Metodi di rilassamento per le equazioni alle differenze 3.11 Analogie con campi in mezzi resistivi Metodo delle trasformazioni conformi 3.12 Introduzione alla teoria delle funzioni complesse 3.13 Proprietà delle funzioni analitiche di variabili complesse 3.14 Rappresentazione conforme 3.15 Funzione elevazione a potenza: campo presso uno spigolo di materiale conduttore 3.16 Trasformazione logaritmica 3.17 Trasformazione arco-coseno 3.18 Cilindri conduttori paralleli 3.19 Trasformazione di Schwarz per poligoni generici Tecnica della separazione delle variabili e soluzioni per prodotti in coordinate rettangolari, cilindriche e sferiche 3.20 Metodo di soluzione per prodotti 3.21 Armoniche rettangolari 3.22 Campo descritto da una singola armonica rettangolare 3.23 Serie di armoniche rettangolari: campo bidimensionale 3.24 Serie di armoniche rettangolari: campo tridimensionale 3.25 Armoniche cilindriche 3.26 Funzioni di Bessel 3.27 Formule per le funzioni di Bessel 3.28 Espansione di una funzione in serie di funzioni di Bessel 3.29 Campi descritti da armoniche cilindriche 3.30 Armoniche sferiche 3.3 1 Esempio sull'uso di armoniche sferiche: sfera ad alta permeabilità in un campo uniforme 3.32 Espansione in armoniche sferiche per un campo assegnato lungo un asse 3.33 Rassegna dei metodi per la soluzione dei problemi di campi statici 4. Equazioni di Maxwell Leggi dei fenomeni elettromagnetici tempo-varianti 4.01 Introduzione 4.02 Tensioni indotte da campi magnetici variabili 4.03 Continuità della carica 4.04 Concetto di corrente di spostamento 4.05 Modelli fisici della corrente di spostamento 4.06 Equazioni di Maxwell in forma differenziale 4.07 Equazioni di Maxwell in forma integrale 4.08 Equazioni di Maxwell in regime sinusoidale 4.09 Altri sistemi di unità per grandezze elettromagnetiche 4.10 Teorema di Poynting per le relazioni energetiche in un campo elettromagnetico 4.11 Applicazioni delle equazioni di Maxwell: propagazione per onde 4.12 Applicazione delle equazioni di Maxwell: penetrazione dei campi elettromagnetici in un buon conduttore Condizioni al contorno per sistemi tempo-varianti 4.13 Continuità e condizioni al contorno per i campi 4.14 Condizioni al contorno su un conduttore ideale 4.15 Uso delle condizioni al contorno e unicità della soluzione Potenziali nel caso di cariche e correnti tempo-varianti 4.16 Possibile insieme di potenziali per campi tempo-varianti 4.17 Potenziali ritardati come integrali di cariche e correnti 4.18 Potenziali ritardati in regime sinusoidale 4.19 Confronto fra tensione e differenza di potenziale 4.20 Equazioni di Maxwell in alcuni sistemi di coordinate 5. Concetti circuitali e impedenze 5.01 Introduzione Formulazione del concetto di circuito compatibile con le equazioni di Maxwell 5.02 Prima legge di Kirchhoff 5.03 Seconda legge di Kirchhoff: maglia singola con elementi concentrati 5.04 Campo applicato e relativa densità di corrente 5.05 Tensione applicata e relazioni circuitali 5.06 Applicazione della seconda legge di Kirchhoff per un circuito in regime stazionario 5.07 Concetto di impedenza interna a basse frequenze 5.08 Concetto di induttanza a basse frequenze 5.09 Concetto di capacità a basse frequenze 5.10 Estensione ai circuiti con più maglie ed ai circuiti a parametri distribuiti 5.11 Accoppiamenti mutui in circuiti a bassa frequenza 5.12 Concetti circuitali ad alta frequenza o per sistemi di grandi dimensioni Effetto pelle e impedenza interna 5.13 Considerazioni qualitative 5.14 Impedenza interna di un conduttore piano 5.15 Potenza dissipata in un conduttore piano 5.16 Distribuzione di corrente in un filo a sezione circolare 5.17 Impedenza di un filo rotondo a frequenze molto basse o molto alte 5.18 Impedenza di fili rotondi 5.19 Impedenza di un conduttore rivestito 5.20 Impedenza di conduttori tubolari a pareti sottili Induttanza 5.21 Induttanza calcolata dal flusso magnetico concatenato: autoinduttanza di una linea coassiale 5.22 Induttanza calcolata dalla energia immagazzinata: induttanza interna di un filo rotondo 5.23 Induttanza mutua 5.24 Autoinduttanza ottenuta da una particolare mutua in- duttanza: induttanza di una spira circolare 5.25 Induttanza di bobine reali Auto e mutua capacità 5.26 Coefficienti di potenziale, capacità e induzione 5.27 Elementi capacitivi nel circuito equivalente 5.28 Schermi elettrostatici 5.29 Esempio: capacità interelettrodiche di un triodo 6. Propagazione e riflessione di onde piane nei mezzi isotropi 6.01 Introduzione Onde in regioni illimitate 6.02 Onde piane uniformi in un dielettrico ideale 6.03 Polarizzazione delle onde piane Materiali e onde 6.04 Dielettrici e conduttori non ideali 6.05 Onde in dielettrici e in conduttori non ideali 6.06 Onde piane in un gas ionizzato Riflessione e rifrazione delle onde 6.07 Riflessione di onde piane incidenti normalmente su conduttori ideali 6.08 Propagazione delle onde e analogia con le linee di tra- smissione: il concetto di impedenza 6.09 Incidenza normale su un dielettrico ideale 6.10 Problemi di riflessione con più dielettrici 6.11 Incidenza obliqua su conduttori ideali 6.12 Velocità di fase e impedenza per onde ad incidenza obliqua 6.13 Incidenza obliqua su dielettrici 6.14 Riflessione totale 6.15 Angolo polarizzante di Brewster 6.16 Incidenza obliqua su più strati dielettrici 6.17 Ottica geometrica o dei raggi e lenti 7. Onde elettromagnetiche guidate 7.01 Introduzione 7.02 Equazioni delle onde lungo sistemi uniformi 7.03 Tipi d'onda fondamentali Onde semplici guidate da piani paralleli 7.04 Onde TEM guidate da conduttori ideali, piani e paralleli 7.05 Onde TEM tra piani paralleli con perdite: approssimazioni fisiche 7.06 Onde TEM tra piani paralleli con perdite: approssimazioni matematiche 7.07 Onde TM tra piani paralleli 7.08 Discussione fisica sulle onde TM 7.09 Effetti delle perdite su onde TM tra piani paralleli 7.10 Onde TE tra piani paralleli Analisi generale delle onde guidate 7.11 Onde TEM o onde nelle linee di trasmissione 7.12 Onde nelle linee di trasmissione non ideali 7.13 Onde TM 7.14 Onde TE 7.15 Onde in coordinate rettangolari 7.16 Onde in coordinate cilindriche 7.17 Discussione sul comportamento delle onde e spiegazioni fisiche dei vari tipi di onde 8. Caratteristiche delle guide d'onda e delle linee di trasmissione più comuni 8.01 Introduzione Guide d'onda di tipo usuale 8.02 Guide d'onda rettangolari 8.03 Onde tE10 in una guida rettangolare 8.04 Guide d'onda in sezione circolare 8.05 Modi elettrici circolari e altre guide di grandi dimensioni 8.06 Eccitazione e ricezione di onde nelle guide 8.07 Applicazioni alle guide delle tecniche elementari proprie delle linee di trasmissione 8.08 Onde sotto e intorno alla frequenza di taglio Linee di trasmissione più comuni 8.09 Linee coassiali, linee a fili paralleli: coppie di conduttori schermati 8.10 Modi di ordine superiore nelle linee di trasmissione Altri sistemi ad onde guidate 8.11 Cilindro dielettrico o guide dielettriche 8.12 Linee di trasmissione radiali 8.13 Modi circonferenziali nelle linee radiali: antenne a settore 8.14 Dualità: propagazione tra piani inclinati 8.15 Onde guidate da sistemi conici 8.16 Guida d'onda a costola 3.17 Elica ideale e altre strutture ad onda lenta 8.18 Onde superficiali 3.19 Strutture periodiche e armoniche spaziali 8.20 Sistemi periodici di lenti 8.21 Onde in materiali non omogenei 9. Propagazione di onde in mezzi anisotropi 9.01 Introduzione Permettività o permeabilità riferite ad assi cristallografici fondamentali 9.02 Onde in liquidi ed in cristalli anisotropi: effetti elettroottici 9.03 Relazioni fondamentali per i mezzi anisotropi 9.04 Rifrazione doppia nei dielettrici monoassici 9.05 Tensore di permettività per un plasma o un gas di elettroni neutralizzato in un campo magnetico di intensità infinita 9.06 Onde TEM in un plasma con campo magnetico di intensità infinita 9.07 Onde di carica spaziale in un plasma con campo magnetico di intensità infinita 9.08 Onde di carica spaziale nelle guide d'onda cilindriche 9.09 Onde di carica spaziale in un'elica Mezzi giro tropici 9.10 Plasma stazionario in un campo magnetico di intensità finita 9.11 Onde TEM in un plasma con campo magnetico di intensità finita 9.12 Rotazione di Faraday 9.13 Tensore di permeabilità per le ferriti 9.14 Propagazione di onde TEM nelle ferriti 9.15 Guide d'onda contenenti ferriti 9.16 Dispositivi a ferrite I0 Cavità risonanti 10.01 Introduzione Concetti elementari sui risonatori a cavità 10.02 Linea di trasmissione risonante come risonatore a cavità 10.03 Cavità come estensioni di circuiti risonanti a parametri concentrati 10.04 Cavità dal punto di vista delle riflessioni di onde Risonatori di forma semplice 10.05 Campi in un risonatore rettangolare 10.06 Energia accumulata, perdite e Q del risonatore rettangolare 10.07 Altri modi nel risonatore rettangolare 10.08 Risonatore circolare cilindrico 10.09 Soluzioni d'onda in coordinate sferiche 10.10 Risonatori sferici Cavità fessurate ed accoppiamento alle cavità 10.11 Cavità fessurate 10.12 Accoppiamento alle cavità 10.13 Q ed altre figure di merito delle cavità 10.14 Perturbazioni nelle cavità Risonatori per sistemi ottici 10.15 Risonatori ottici con specchi piani e sferici 10.16 Classificazione dei risonatori ottici: stabilità 10.17 Modi, costanti di fase e perdite nei risonatosi ottici 11 Reti a microonde 11.01 Introduzione Definizioni e teoremi 11.02 Definizione di una rete a microonde 11.03 Tensione, corrente, e impedenza nelle guide d'onda 11.04 Approccio circuitale 11.05 Reciprocità Giunzioni in guide d'onda e accoppiamento alle cavità 11.06 Circuiti equivalenti per un sistema a due bocche 11.07 Determinazione dei parametri di giunzione mediante misure 11.08 Calcolo dei parametri di giunzione 11.09 Parametri di diffusione e di trasmissione 11.10 Misura dei parametri di diffusione 11.11 Sistemi a due bocche in cascata Caratteristiche di sistemi a una bocca 11.12 Proprietà elementari dell'impedenza di un sistema ad una bocca 11.13 Caratteristiche in frequenza e reti equivalenti per un sistema ad una bocca 11.14 Esempi di circuiti equivalenti per le cavità 11.15 Relazioni tra le parti reali ed immaginarie delle funzioni immettenza Giunzioni in guida d'onda a N bocche 11.16 Estensione dell'approccio circuitale al caso di sistemi a N-bocche 11.17 Accoppiatori direzionali 11.18 Il T magico ed altre reti ibride 12. Radiazione 12.01 Problemi ingegneristici della radiazione 12.02 Alcuni tipi di sistemi irradianti 12.03 Descrizioni fisiche della radiazione Calcolo del campo e della potenza supponendo note le correnti sull'antenna 12.04 Elemento di corrente o antenna dipolare 12.05 Antenna rettilinea lunga 12.06 Dipolo a mezza onda: guadagno di antenna 12.07 Antenne su terra ideale 12.08 Metodo di Poynting 12,09 Onda progressiva su filo rettilineo 12.10 Antenna formata da una piccola spira circolare 12.11 Metodo della fem. indotta Radiazione attraverso un'apertura 12.12 Campi come sorgenti di radiazione 12.13 Formulazione vettoriale per la radiazione elettromagnetica 12.14 Sorgente elementare di onde piane 12.15 Apertura circolare o riflettore parabolico 12.16 Antenna risonante fessurata 12.17 Corni elettromagnetici 12.18 Radiazione da fessura e reticoli di diffrazione 12.19 Lenti per la direttività di radiazione Schiere di elementi 12.20 Intensità di radiazione con sovrapposizione degli effetti 12.21 Esempio: schiera di due dipoli a mezza onda 12.22 Antenna rombica 12.23 Schiere lineari 12.24 Formulazione polinomiale per le schiere e limitazioni sulla direttivitá 12.25 Antenne indipendenti dalla frequenza Calcolo del campo di antenne 12.26 Antenna sferica 12.27 Antenne sferoidali 12.28 Antenna biconica 12.29 Antenne dipolari sottili di forma generica Antenne riceventi e reciprocità 12.30 Sistema rice-trasmittente 12.31 Relazioni di reciprocità 12.32 Circuito equivalente dell'antenna ricevente Appendice I - Sistemi di coordinate e relazioni vettoriali Appendice II - Cenno sulla derivazione delle leggi del campo magnetico Appendice III - Polarizzazione magnetica e correnti equivalenti Appendice IV - Diagramma w-ß per diversi sistemi di trasmissione Indice analitico |
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