Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/B4B17EAM
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 a měření 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.
Výsledek studentské ankety předmětu je zde:
A4B17EAM
Cíle studia:
Získání základních znalostí o chování látek v makroskopickém pojetí v elektrickém a magnetickém poli. Základní pojmy a postupy teorie obvodů.
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. | | Reálné obvodové prvky, jejich měření a popis náhradními obvody. |
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 (ukázka v laboratoři) |
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 (ukázka v laboratoři) |
Literatura:
[1] | | Hayt, Jr., W. H., Buck, J. A.: Engineering Electromagnetics, 8th ed., McGraw-Hill, New York, 2012. |
[2] | | Notaros, B. M.: Electromagnetics, Prentice Hall, New Jersey, 2011. |
[3] | | Novotný, K.: Teorie elmag. pole I., Skriptum, Nakladatelství ČVUT, Praha, 1998. |
[4] | | Collin, R. E.: Field Theory of Guided Waves, 2nd ed., IEEE Press, New York, 1991. |
[5] | | Coufalová, B., Havlíček, V., Mikulec, M., Novotný, K.: Teorie elmag. pole I. Příklady, Skriptum, Nakladatelství ČVUT Praha, 1999. |
[6] | | Sadiku, M. N. O.: Elements of Electromagnetics, Saunders College Publishing, London, 1994. |
[7] | | Havlíček, V., Pokorný, M., Zemánek, I.: Elektrické obvody 1, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2005. |
[8] | | 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:
Stránka vytvořena 17.5.2024 05:51:02, semestry: L/2023-4, Z/2024-5, Z/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |