Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://cw.felk.cvut.cz/wiki/courses/a4b17eam/start
Anotace:
Na základě fyzikální podstaty jevů získají studenti základní znalosti o chování látek v makroskopickém pojetí v elektrickém a magnetickém poli, seznámí se jak se statickými ´tak se stacionárními, harmonicky i obecně časově proměnnými - nestacionárními poli - elektromagnetickou vlnou ve volném prostoru i na vedení. Na tomto základě jim bude ukázán obecný a jednotící popis elektromagnetických jevů Maxwellovými rovnicemi. Z něj pak budou vyloženy speciální případy, které povedou k pochopení základních metod řešení elektromagnetických polí a vln s konkrétními výstupy např. do řešení elektrických obvodů. V rámci laboratorních cvičení budou seznámeni s moderními možnostmi numerického modelování polí a obvodových struktur tam, kde není možné získat přímé analytické řešení. Pochopení fyzikální podstaty jevů pomůže vytvořit základy pro pochopení struktur obvodových prvků, vedení, i pro navrhování a použití hardwarových struktur obvodů pracujících na velmi vysokých kmitočtech, včetně znalosti problematik parazitních jevů, jako jsou odrazy na vedení a nutnost přizpůsobování, rušivá elektromagnetická pole i odolnost komponent vůči němu.
Cíle studia:
Získání základní znalosti o chování látek v makroskopickém pojetí v elektrickém a magnetickém poli.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Elektrostatika, Gaussova věta, polarizace, potenciál, napětí, kapacita, energie, síly, superpozice |
| 2. | | Stacionární proudové pole, Jouleův zákon, Ohmův zákon, rovnice kontinuity |
| 3. | | Kirchhoffovy zákony, Théveninův, Nortonův teorém, analýza lineárních odporových obvodů |
| 4. | | Stac. magnetické pole, Biot-Savartův zákon, Ampérův zákon, indukčnost, energie, síly |
| 5. | | Kvazistacionární magnetické pole, magnetické obvody, Faradayův indukční zákon |
| 6. | | Nestacionární elektromagnetické pole - vlna, frekvenční a časová oblast, spektrum |
| 7. | | Maxwellovy rovnice jako základní postulát elektromagnetismu a jejich fyzikální obsah |
| 8. | | Elektromagnetická vlna ve volném prostoru a na vedení, struktury a parametry vedení |
| 9. | | Elektrický a magnetický povrchový jev |
| 10. | | Obvody s rozprostřenými parametry, bezeztrátové a ztrátové vedení, odrazy, přizpůsobování |
| 11. | | Lineární obvody s reaktančními - akumulačními prvky, rezonance, obvodové rovnice v časové oblasti |
| 12. | | Přechodné jevy, analýza přechodných jevů v časové oblasti |
| 13. | | Přechodné jevy prvního řádu. Přechodné jevy vyšších řádů |
| 14. | | Rušivé elektromagnetické vyzařování a odolnost vůči němu |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Elektrostatické jevy, pole v dielektriku, základní veličiny, výpočty int. pole, kapacity |
| 2. | | Stacionární proudové pole, vodiče, mechanismus vedení proudu, výpočty ztrát |
| 3. | | Kirchhoffovy zákony, řešení jednoduchých lin. obvodových struktur |
| 4. | | Magnetické jevy, veličiny, materiály v mg. poli, výpočet indukčnosti, energie, síly |
| 5. | | Magnetické obvody, Faradayův indukční zákon, vzájemná indukčnost, vazby |
| 6. | | Elmag. vlna prostředník přenosu informace - frekvenční a časová oblast, spektrum |
| 7. | | Maxwellovy rovnice, vysvětlení jednotlivých části v souvislosti s fyzikálním obsahem |
| 8. | | Řešení vlnové rovnice ve volném prostoru a na ohraničených geometriích - vedení |
| 9. | | Povrchové jevy - počítačové simulace elektrostatických a magnetických polí |
| 10. | | Obvody s rozprostřenými parametry, přehled a výpočet základních struktur a parametrů, odrazy, přizpůsobování - simulace obecných nestacionárních polí |
| 11. | | Řešení lineární obvodů s reaktančními - akumulačními prvky, časová oblast |
| 12. | | Přechodné jevy, analýza přechodných jevů v časové oblasti |
| 13. | | Přechodné jevy prvního řádu. Přechodné jevy vyšších řádů, simulace jevů |
| 14. | | Elektromagnetické vyzařování a odolnost, výpočty nežádoucích vazeb a stínění |
Literatura:
| [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^
| [5] | | Havlíček, V., Pokorný, M., Zemánek, I.: Elektrické obvody 1, |
Nakladatelství ČVUT, Praha 2005^
| [6] | | Havlíček, V., Zemánek, I.: Elektrické obvody 2, Nakladatelství ČVUT, Praha 2008 |
Požadavky:
http://elmag.org
Poznámka:
| Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c |
Klíčová slova:
elektromagnetismus, elektromagnetické pole, lineární obvody
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Plán |
Obor |
Role |
Dop. semestr |
| Stránka vytvořena 19.3.2025 17:50:54, semestry: Z/2025-6, L/2024-5, L/2025-6, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |