CORSO DI MATERIALI E TECNOLOGIE ELETTRICHE Prof. Giovanni Lupò Dipartimento di Ingegneria Elettrica...

CORSO DI MATERIALI

ETECNOLOGIE ELETTRICHE

Prof. Giovanni LupòProf. Giovanni Lupò

Dipartimento di Ingegneria ElettricaDipartimento di Ingegneria ElettricaUniversità di Napoli Federico IIUniversità di Napoli Federico II

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica – III anno – II Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica – III anno – II semestresemestre

a.a. 2009/10 a.a. 2009/10

––II-II-

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• 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

APPROCCIO METODOLOGICO

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SOLLECITAZIONI ELETTRICHE E MAGNETICHE

• Forza di Lorentz Forza di Lorentz

• EEtt campo “elettrico” totale campo “elettrico” totale

• BB campo “magnetico” campo “magnetico”

BvEF tq

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EQUAZIONI DI MAXWELLforma locale

t

B

E

0

E

0 B

t

EJB 00

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Parte 4aEQUAZIONI 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”)

so ttJ

DE

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Parte 5aSOLLECITAZIONI ELETTRICHE E MAGNETICHE

effetti

• EEtt accelerazione lineare/ deformazione accelerazione lineare/ deformazione

• BB deviazione di particella in moto, azioni deviazione di particella in moto, azioni

(integrali) ponderomotrici su conduttori (integrali) ponderomotrici su conduttori

interessati da corrente, principio del motore interessati da corrente, principio del motore

elettrico, principio dell’alternatoreelettrico, principio dell’alternatore

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““Numeri” notevoliNumeri” notevoli

unità di massa atomicaunità di massa atomica [u],[Da] pari a circa un dodicesimo [u],[Da] pari a circa un dodicesimo dell’atomo di dell’atomo di 1212C C

↔ ↔1,660565 101,660565 10-27-27 kg 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 c3 108 m/s Costante di Planck h = 6.628 1034 J s W=h

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PROPRIETA’ FONDAMENTALI DEI MATERIALI

• Tavola periodica degli elementi Tavola periodica degli elementi

(Mendeleev-1865)(Mendeleev-1865)

• ““Numeri” notevoliNumeri” notevoli

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BLOCCHI TAVOLA PERIODICA

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PROPRIETA’ PERIODICHE DEGLI ATOMI

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Raggio atomico

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Energia di ionizzazione

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Affinità elettronica

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Configurazione elettronica

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DATI ELEMENTARI

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Elettronegatività

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Reazioni “chimiche” degli atomi

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Gas nobili

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Legame chimico

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Legame ionico

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Legame covalente

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Rappresentazione delle molecole (“strutture di Lewis”)

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GEOMETRIE MOLECOLARI

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MOLECOLE POLARI

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Legami - Legami

Il legame di tipo σ è un legame chimico covalente tra due atomi che mettono in

comune un elettrone ciascuno e si forma con la sovrapposizione degli orbitali più

esterni.

Il legame di tipo π è un legame chimico covalente formato per sovrapposizione laterale

di due orbitali di opportuna simmetria. Il legame risultante si estende al di sopra e al di

sotto il piano in cui giace il legame

Orbitali molecolari complessi (ibridi)

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LEGAME METALLICO