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:
|
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) |