Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
XD17TEP Teorie elektromagnetického pole Rozsah výuky:14+6
Přednášející (garant):Macháč J., Novotný K., Škvor Z., Zehentner J. Typ předmětu:Z Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:317 Kreditů:5 Semestr:Z,L

Anotace:
Předmět naučí studenty základy teorie elektromagnetického pole, která je východiskem mnoha dalších předmětů a nezbytnou součástí znalostí elektroinženýra. Rozvíjí základní znalosti získané ve fyzice tak, aby bakalář uměl jevy nejen vysvětlit, ale i kvantifikovat (vypočítat). Seznámí s vlastnostmi a metodami řešení statických, stacionárních a časově proměnných polí, návrhem kapacitorů, induktorů, magnetických obvodů, se šířením elektromagnetických vln ve volném prostoru i na vedeních.

Osnovy přednášek:
1. Přehled využití TEP. Zákl. postuláty elmag. pole, jeho zdroje. Náboje a proudy
2. Maxwellovy rovnice ve vakuu, přímé použití pro řešení pole
3. Pole elektrických nábojů. Laplaceova a Poissonova rovnice, klasifikace úloh
4. Analytická a numerická řešení elektrostatických polí - aplikace
5. Makroskopický model hmoty. Polarizace a magnetizace - využití v praxi
6. Pole ustálených proudů. Magnetické pole proudovodičů
7. Potenciály v magnetickém poli. Vlastní a vzájemná indukčnost - aplikace
8. Magnetické obvody a jejich řešení. Pole ve feromagnetiku - praktické využití
9. Nestacionární pole. Úplný systém Maxwellových rovnic, materiálové vztahy
10. Indukční zákon. Energie a síly v elektromagnetickém poli
11. Poyntingův teorém. Výkon pohlcený hmotou
12. Elektromagnetická vlna. Rovinná harmonická vlna (praktické příklady)
13. Pole a vlny ve vodičích, skinefekt (praktické příklady)
14. Způsoby vedení vln - prakt.příklady. TEM vlny v dvouvod. vedení a v koax.kabelu

Osnovy cvičení:
1. Matematický úvod - operace s vektory, diferenciální operátory, integrální počet
2. Intenzita elektrického pole, potenciál
3. Základní metody řešení elektrostatického pole. Výpočet kapacity, energií, sil
4. Projektové cvičení č. 1 - COUL1 (Coulombův zákon, dielektrika, superpozice)
5. Řešení Laplaceovy rovnice - separace proměnných, pole stacionárního proudu
6. Počítačová učebna - řešení elektrostatického pole metodou konečných prvků
7. Projektové cvičení č. 2 - KOAX1 (návrh koaxiálního vedení)
8. Metody řešení stacionárního magnetického pole. Ampérův z., Biotův Savartův z.
9. Potenciály v magnetickém poli, výpočet indukčnosti
10. Laboratoř
11. Počítačová učebna - elektrostatické pole, magnetické pole - magnetické obvody
12. Projektové cvičení č. 3 - MAGN1 (magnetické obvody)
13. Faradayův indukční zákon, nestacionární elektromagnetické pole
14. Rovinná elektromagnetická vlna a povrchový jev (skinefekt)

Literatura Č:
[1] Novotný, K.: Teorie elmag. pole I. Skriptum, ČVUT Praha, 1998
[2] Collin, R.E.: Field Theory of Guided Waves. 2nd Edit., IEEE Press, New York 1991
[3] Coufalová, B., Havlíček, V., Mikulec, M., Novotný, K.: Teorie elmag.pole I. Příklady, Skriptum ČVUT Praha, 1999
[4] Sadiku, M.N.O.: Elements of Electromagnetics. Saunders College Publishing. London, 1994

Literatura A:
[1] Collin, R.E.: Field Theory of Guided Waves. 2nd Edit., IEEE Press, New York 1991
[2] Sadiku, M.N.O.: Elements of Electromagnetics. Saunders College Publishing. London, 1994

Požadavky:

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán Obor Role Dop. semestr
BEST-D Elektronika a sdělovací technika Z 4
BSE-D Silnoproudá elektrotechnika Z 3


Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)