Teorie elektromagnetického pole B

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra elektromagnetického pole

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními vlastnostmi a metodami řešení statických, stacionárních a časově proměnných polí, návrhem izol. vrstev, kapacitorů, induktorů, magn. obvodů, se šířením elektromag. vln a s povrchovým jevem. Oproti variantě A je důraz kladen na výklad numerických metod využívaných v prostředcích počítač. návrhu systémů elektrotechniky. Předmět je určen pro studenty se zájmem o aplikace počítačové techniky.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Základní postuláty elektromagnetického pole. Náboje a proudy

2. Pole ve vakuu. Laplaceova, Poissonova, integrální rovnice - řešení

3. Makroskopický model hmoty. Polarizace a magnetizace

4. Pole ustálených proudů. Magnetické pole proudovodičů

5. Potenciály v magnetickém poli. Vlastní a vzájemná indukčnost

6. Magnetické obvody a jejich řešení. Pole ve feromagnetiku

7. Nestacionární pole. Úplné Maxwellovy rovnice, materiálové vztahy

8. Indukční zákon. Energie a síly v elektromagnetickém poli

9. Analytické a numerické metody řešení elektromagnetických polí

10. Počítačové řešení polí. Metoda konečných diferencí

11. Metody: konečných prvků, hraničních prvků, Monte Carlo. Numerické řešení

12. Poyntingův teorém. Výkon pohlcený hmotou. Elektromagnetická vlna

13. Rovinná harmonická vlna. Pole a vlny ve vodičích, povrchový jev

14. Vedení vln. TEM vlny v dvouvodičovém vedení a v koaxiálním kabelu

Osnova cvičení:

1. Nezbytné matematické operace. Úvod do elektrostatiky - intenzita, potenciál

2.Elementární metody řešení elektrostatického pole v homogenním i nehomogenním prostředí - Gaussova věta, princip superzpozice, metoda zrcadlení, výpočet kapacity, návrh vedení - elektrická pevnost

3.Analytické a numerické metody řešení Poissonovy a Laplaceovy rovnice

4.Počítačová učebna - metoda konečných prvků - numerické řešení Laplaceovy rovnice

5.Projektové cvičení - výpočet rozložení potenciálu metodou konečných diferencí

6.Stacionární elektrický proud - návrh uzemňovacích elektrod. Elementární metody řešení stacionárního magnetického pole - Ampérův zákon, metoda superpozice, Biotův Savartův zákon

7.Potenciály v magnetickém poli, výpočet vlastní a vzájemné indukčnosti

8.Projektové cvičení - magnetické obvody

9.Počítačová učebna - magnetické obvody, stacionární magnetické pole - numerické řešení

10.Nestacionární elektromagnetické pole - Faradayův indukční zákon, přenášený výkon, výkonová bilance, harmonicky proměnná pole

11.Rovinná elektromagnetická vlna, výpočet napětí přijímaného anténou

12. Projektové cvičení - povrchový jev

13.Laboratorní cvičení

14.Povrchový jev v pravoúhlé i válcové souřadné soustavě

Zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Novotný, K.: Teorie elektromagnetického pole I. Skripta ČVUT, Praha 1988

[2] Coufalová, B., Havlíček, V., Mikulec, M., Novotný, K.: Teorie elektromagnetického pole I. Příklady. Skripta ČVUT, Praha 1996, 98

[3] Vitásek, E.: Numerické metody. SNTL, Praha 1981

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 19+4

Typ cvičení: s, l, c, p

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: