1. SylabUZ
2. Wydział Informatyki, Elektrotechniki i Automatyki
3. semestr zimowy 2016/2017
4. Elektrotechnika / Elektroenergetyka i Energoelektronika - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Teoria pola elektromagnetycznego

Wygeneruj PDF dla tej strony

Teoria pola elektromagnetycznego - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

- zapoznanie studentów z równaniami pola elektromagnetycznego i formalizmem matematycznym używanym w teorii pola elektromagnetycznego

- ukształtowanie umiejętności wykorzystania równań pola do opisu procesów elektromagnetycznych w układach elektrycznych

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Fizyka I i II, Analiza matematyczna, Podstawy elektrotechniki, Inżynieria materiałowa

Zakres tematyczny

Podstawy analizy wektorowej. Algebra wektorów. Układy współrzędnych. Operatory gradientu, dywergencji i rotacji i ich interpretacja. Twierdzenie Gaussa. Twierdzenie Stokesa. Wybrane tożsamości wektorowe. Równanie Laplace’a. Klasyfikacja pól.
Pola elektromagnetyczne. Wektory pola elektromagnetycznego. Równania Maxwella i ich interpretacja. Stałe materiałowe w równaniach Maxwella. Energia pola elektromagnetycznego. Wektor Poyntinga. Klasyfikacja pól elektromagnetycznych.
Pole elektrostatyczne. Praca w polu elektrostatycznym. Pole elektrostatyczne jako pole zachowawcze. Potencjał skalarny i jego gradient. Energia pola elektrostatycznego. Obliczanie pól elektrostatycznych od różnych rozkładów ładunku. Warunki brzegowe na granicy dwóch dielektryków.
Pole przepływowe.
Pole magnetostatyczne. Prawo Biota-Savarta. Prawo Ampera. Strumień magnetyczny. Wektorowy potencjał magnetyczny. Twierdzenia Stokesa w polu magnetostatycznym. Siły i momenty sił w polu magnetostatycznym. Energia pola magnetycznego.
Obwody magnetyczne. Prawo Ampera dla obwodów magnetycznych. Nieliniowość obwodów magnetycznych.

Indukcja elektromagnetyczna. Prawo Faraday’a. Indukcyjność własna i wzajemna. Siła elektromotoryczna samoindukcji.
Fale elektromagnetyczne. Propagacja fal. Równana falowe. Dipol Hertza. Strefa bliska i strefa daleka. Fale elektromagnetyczne przy wymuszeniu harmonicznym. Fala płaska. Pole elektromagnetyczne w dielektryku i przewodniku. Zjawisko naskórkowości.
Numeryczne metody rozwiązywania równań pola elektromagnetycznego.

Metody kształcenia

wykład: wykład problemowy, wykład konwencjonalny

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu ustnego
Składowe oceny końcowej = wykład: 100%

Literatura podstawowa

1. Sikora R.: Teoria pola elektromagnetycznego, WNT, Warszawa, 1998.
2. Krakowski M.: Elektrotechnika teoretyczna, Cz. 2, Pole elektromagnetyczne, PWN, Warszawa, 1990.
3. Kurdziel R.: Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa, 1972.

Literatura uzupełniająca

1. Moon P., Spencer D.E.: Teoria pola, PWN, Warszawa, 1990.
2. Edminster J.A.: Electromagnetics, McGraw-Hill, 1993.
3. Jackson J. D.: Elektrodynamika klasyczna, PWN, Warszawa 1982.
4. Magnusson P.C. et al.: Transmission lines and wave propagation, CRC Press, 2001.
5. Binns K. J., Lawrenson P.J.: Analysis and computation of Electric and magnetic field problems, Pergamon Press, 1973.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Radosław Kłosiński, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 20-09-2016 14:42)