Come visto siamo riusciti a trovare, mediante l'ausilio della funzione di Green ed i potenziali elettrodinamici A,F e V,U le formule generali che danno il valore del campo em. in un punto, irradiato da una distribuzione spaziale di correnti e di cariche elettriche oscillanti (l'elettrodinamica ci dice che la condizione d'irradiazione e' dovuta al fatto che l'accelerazione della carica e' diversa da zero, oppure per dirla piu' semplicemente e' soggetta ad oscillazioni molto frequenti nel tempo, a patto che la lunghezza d'onda del campo, abbia dimensioni comparabile con l'oggetto irradiante, perche' altrimenti ci troveremmo solo in condizioni quasi-stazionarie, ovvero quelle in cui s'instaura una corrente alternata a bassa frequenza, senza presenza di correnti di spostamento). In questo articolo cerchiamo di mostrare nuovi sviluppi della teoria esposta nella parte 1

Come promesso e' arrivato il momento di descrivere la fisica della generazione di campi elettromagnetici da parte di una sorgente, consistente in una distribuzione di correnti o cariche nello spazio variabili nel tempo, con una presenza di armoniche in frequenza. Per seguire questo articolo, si presuppone, che il lettore conosca le equazioni di Maxwell e tutti i teoremi vari e le relazioni matematiche, che si trovano nelle trattazioni di campi elettromagnetici In questo modo puo' seguire questo exscursus molto interessante, le cui conclusioni possono essere applicate al calcolo dei campi em. per esempio di dipoli, antenne reali e persino di aperture, usando anche il teorema dell'equivalenza.

Per evitare il verificarsi di condizioni anomale che possano diventare critiche per l'integrità degli impianti elettrici pubblici e privati e pericolose e letali, per quanto riguarda la presenza umana attorno agli impianti stessi, sono stati concepiti dispositivi d'interruzione di corrente, che eliminano appunto pericoli e danni conseguenti ad un comportamento che si allontana da quello nominale. I pericoli che possono generarsi negli impianti elettrici, per causa di guasti hardware e condizioni ambientali possono identificarsi per la grandezza intensità di corrente elettrica, come sovratensioni, corto circuiti e situazioni di contatti diretti ed indiretti. Le sovratensioni si generano per qualche guasto all'impianto elettrico o per variazioni non previste di temperatura e creano l'insorgere attraverso i cavi e i dispositivi, di correnti di valore piu' alto del nominale e se non s'interrompesse il funzionamento dell'impianto, per effetto joule potrebbero prodursi riscaldamenti pericolosi, che possono danneggiare i cavi o contribuire all'innesco d'incendi.

Delle volte capita di porci di fronte ad un circuito elettrico, formato da una rete di generatori e resistenze e trovare difficile la determinazione di tutti i parametri incogniti che lo caratterizzano, tipo i valori delle stesse tensioni o correnti . Niente paura, esistono dei metodi molto rapidi per impostare in pochi minuti delle relazioni, che ci portano alla risoluzione del problema, a patto di conoscere elementi basilari del calcolo delle matrici ed i vettori. Impostate le relazioni matematiche conseguenti, e' gioco fatto: un programma su PC o tools come excel, mathcad e mathlab, danno la risposta immediatamente.

Esistono tre metodi in elettrotecnica per determinare la configurazione numerica elettrica di un circuito elettrico: metodo delle maglie, dei nodi e dei tagli. Per il momento esaminiamo il primo.

Anche se non le vediamo o non le sentiamo quasi sempre, tranne nei casi dove si utilizza la loro energia in maniera sensibile e concentrata, le onde elettromagnetiche vivono accanto a noi come amiche-nemiche silenziose e condizionano la nostra esistenza piu' di quanto non si creda. Questi campi elettromagnetici, viaggianti a velocita' della luce furono scoperti sperimentalmente a fine '800 da Hertz, al termine di una campagna di esperimenti, provanti la loro esistenza, mediante un dipolo irradiante. Erano supposti reali, prima della loro scoperta, grazie alla famosa correzione della quarta equazione di Maxwell, che esprimeva la comparsa di un campo magnetico allorche' in una regione di spazio esisteva un movimento di cariche accelerate (corrente), la cosiddetta corrente impressa J.

Le onde elettromagnetiche costituiscono una realtà fisica di campo che si propaga con una certa velocità in presenza di materia, anche se esiste un modello matematico, che le vede propagarsi nel vuoto (il vuoto assoluto non esiste e' solo un'astrazione, per dire che c'e' quasi assenza di materia). Queste perturbazioni risentono delle proprietà elettriche e magnetiche del mezzo, che ne limita la velocità. La velocità nel vuoto corrisponde a quella della luce c, mentre in un mezzo formato da atomi, essa ne e' sempre minore e legata appunto alle caratteristiche del mezzo attraversato. Vi sono due parametri che caratterizzano un mezzo fisico diverso dal vuoto: la costante dielettrica ε e la permeabilità μ magnetica, che rappresentano una certa inerzia che si oppone alla propagazione del campo elettromagnetico.

Nella fisica atomica, ai primi del 1900, l'atomo era trattato in maniera deterministica, con un nucleo di protoni e neutroni al centro ed elettroni, piu' esterni che descrivevano orbite circolari attorno ad esso, a seconda dello stato energetico. Si parlava allora di stati energetici quantici degli elettroni, caratterizzati da lettere alfabetiche maiuscole e combinazioni di lettere alfabetiche minuscole con numeri.

La condizione di quantizzazione nell'atomo, il cui modello era di Bohr, nasceva dal fatto di tenere in conto che l'elettrone non irradiasse, durante la sua orbita e perdesse energia, per non essere risucchiato dal nucleo e si risolveva con l'ipotesi che all'elettrone stesso dovesse avere associata un'onda stazionaria, con un numero di lunghezze d'onda pari alla lunghezza dell'orbita attorno al nucleo.

Mi sembrava cosa incompleta non descrivere le procedure illuminotecniche che si adottano nel caso si voglia illuminare un piano ad una certa altezza in un ambiente interno, con una prescritta intensita' d'illuminazione. Per questo riporto una trattazione, che e' quasi esatta, dotata di sufficienti tabelle e diagrammi. Lo scarto di errore tra questa procedura tecnica e quella esatta, non e' in fondo molto rilevante. Innanzi tutto partiro' con alcune premesse, che sono proprie della fotometria della fisica tecnica.

La grandezza che definisce la quantita' di luce emessa e' detta flusso luminoso φ, che deriva nella sua definizione dal concetto di visibilita'. In breve due sorgenti luminose monocromatiche a frequenze diverse e coerenti, per essere piu' rigorosi, di uguale potenza, determinano nell'occhio umano una risposta differente, in quanto non verranno percepite nella sensazione d'intensita' nella stessa misura. Un colore sara' piu' visibile di un altro.

Ricordando che la luce solare e' un insieme di onde elettromagnetiche che da' luce non coerente e che la luce del cielo deriva per diffusione da quella solare, penso che possa essere opportuno inserire quest'articolo in Electro You. Il quale e' dedicato a chi magari vuol costruirsi una villetta fuori citta' o a chi fa l'ingegnere edile o l'illuminotecnico. Anche per progettare una casa, un palazzo o una costruzione con interni, non basta definire geometrie, architetture, spinte e controspinte, ma occorre riferirsi anche a parametri, come l'ubicazione di un palazzo, se ci sono o no palazzi di fronte, le condizioni della strada o del terreno adiacente allo stesso, la luminosita' del cielo, l'ora solare e le stagioni, le condizioni atmosferiche, la latitudine, i parametri geometrici delle finestre e le riflessioni della luce in un ambiente interno ed altro ancora.

Con questo articolo si puo' calcolare il decadimento della temperatura nel tempo t, quando un corpo ad una certa temperatura iniziale, si raffredda in un ambiente a temperatura minore. Questa teoria e' applicabile a tutti quei dispositivi che si riscaldano e che per un certo tempo non possono essere toccati e le applicazioni vanno anche fino ai circuiti elettronici di potenza. Si sa che la distribuzione delle temperature nella trasmissione per conduzione del calore, sia in regime stazionario e non, viene regolata dalla equazione di Fourier a tre dimensioni data da:

con T temperatura assoluta, k conducibilita' ed , con ρ densita' e c calore specifico a pressione costante del mezzo. α e' detta diffusivita'. Il termine qv e' relativo alla potenza di calore assorbita o persa dal sistema (temine di sorgente o pozzo).