Homework Bioelettromagnetismo

Corso di bioelettromagnetismo A.A. 2018/2019

Homework 1 Parte A

Si consideri la situazione in figura dove un corpo umano risulta racchiuso in una gabbia di Faraday in cui è presente un foro che mette in comunicazione il volume del cilindro con lo spazio circostante. All’interno del cilindro (gabbia di Faraday) è presente un telefono cellulare acceso che emette 100mW. All’esterno è presente un’antenna, pure essa accesa, che eroga 1W di potenza.

• Si applichi e si commenti il teorema di Poynting nel dominio del tempo valido per la regione racchiusa dal cilindro.
• Si identifichino tutti i possibili scenari che garantiscono una potenza dissipata nel corpo umano non superiore a 50mW.

Homework 1 Parte B

Un’onda piana uniforme alla frequenza f = 1.8GHz con il campo elettrico polarizzato linearmente nella direzione dell’asse y del sistema di riferimento in figura, proviene dal semispazio x<0 occupato da aria ed entra nel semispazio x>0 sede di un mezzo con perdite, non dispersivo, lineare, omogeneo e privo di sorgenti caratterizzato da una permeabilità magnetica pari a quella del vuoto, ε = 70 da una permettività dielettrica relativa = 40 e da una conducibilità S/m.

• Determinare lo spessore di penetrazione ed indicare la direzione di massima attenuazione del campo elettromagnetico quando l’onda entra nel semispazio x>0.
• Calcolare il periodo spaziale del moto ondoso nei due semispazi.
• Indicare il tipo di polarizzazione del corrispondente campo magnetico nei due semispazi.

Elena Crepaldi, nm 1136533

Bioelettromagnetismo – homework 1 Parte A

a) Applicazione e commento del teorema di Poynting nel dominio del tempo, considerando la regione racchiusa dal cilindro.

Il teorema di Poynting è esprimibile tramite la relazione e si può osservare che rappresenta un bilancio di potenze; analizzo nello specifico i vari contributi:

• {1} rappresenta la potenza ceduta dai generatori di campo elettromagnetico al campo stesso. Poiché si è presa in considerazione la regione racchiusa dal cilindro, la sorgente risulta essere il telefonino, che emette potenza pari a P = 100mW.
• {2} dipende dalla conducibilità del mezzo in cui è definito il campo e di conseguenza rappresenta la potenza dissipata nel volume per effetto Joule; poiché per la situazione attuale viene preso in analisi il tessuto biologico, conduttivo, il termine è positivo non nullo.
• {3} Questa espressione rappresenta la variazione di energia accumulata ed è valida nel caso in cui il mezzo nel quale...