Teorie elektromagnetického pole

Přednášející:

Jan Macháč (gar.)

Cvičící:

Jan Macháč (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra elektromagnetického pole

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.

Požadavky:

Podmínka pro zápočet: účast na soustředění. http://www.elmag.org

Osnova přednášek:

1. Základní postuláty elmag. pole a jeho zdroje, elektrostatické pole

2. Metody řešení elektrostatických polí

3. Makroskopický model dielektrické látky v elektrickém poli, polarizace, elektrická indukce

4. Kapacita, energie a síly v elektrickém poli

5. Stacionární proudové pole, Jouleův zákon, Ohmův zákon

6. Stacionární magnetické pole, Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon

7. Makroskopický model látky v magnetickém poli, magnetizace, magnetická indukce

8. Energie, indukčnosti a síly v magnetickém poli

9. Kvazistacionární magnetické pole, magnetické obvody, Faradayův indukční zákon

10. Nestacionární elmag. pole, úplná soustava Maxwellových rovnic, bilance energie

11. Elektromagnetické vlnění, rovinná harmonická vlna

12. Rovinná harmonická vlna v různých typech prostředí, polarizace vln

13. Elektrický a magnetický povrchový jev

14. Vedení elektromagnetické vlny, vlna TEM na vedení

Osnova cvičení:

1. Matematický úvod, operace s vektory, diferenciální operátory, integrální věty

2. Elektrostatické pole, výpočet intenzit a potenciálů

3. Výpočet kapacit základních soustav elektrod

4. Energie a síly v elektrickém poli, stacionární proudové pole

5. Stacionární magnetické pole uvnitř a vně proudovodičů

6. Výpočet vlastních a vzájemných indukčností, koaxiální kabel, dvouvodičové vedení

7. Aplikace numerických metod v elektromagnetickém poli - počítačová učebna

8. Laboratorní cvičení

9. Laboratorní cvičení

10. Energie a síly v magnetickém poli, magnetické obvody

11. Faradayův indukční zákon, rovinná harmonická elektromagnetická vlna

12. Elektromagnetická vlna v nevodivém a dobře vodivém prostředí

13. Vedení vlny - vlna TEM na dvouvodičovém a koaxiálním vedení

14. Elektrický a magnetický povrchový jev

Cíle studia:

Studijní materiály:

[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

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a sdělovací technika- strukturované studium (povinný předmět)
• Silnoproudá elektrotechnika- strukturované studium (povinný předmět)
• Inteligentní systémy (volitelný předmět odborný)
• Manažerská informatika (volitelný předmět odborný)
• Softwarové inženýrství (volitelný předmět odborný)
• Web a multimedia (volitelný předmět odborný)