Ηλεκτρομαγνητικά πεδία ΙΙ (Ανοιχτό Μάθημα - Δε συσχετίζεται με τη διδασκαλία ή την εξέταση του μαθήματος)
Σταύρος Κουλουρίδης
Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη θεωρία Ηλεκτρομαγνητισμού και η εμβάθυνση στις εξισώσεις Maxwell
Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί
- Την έννοια του Μαγνητικού πεδίου, το νόμο Faraday και την έννοια της επαγωγής
- Tην έννοια της Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης
- Την εξίσωση συνέχειας
- Τις ολοκληρωτικές και διαφορικές εξισώσεις Maxwell για συνεχή και χρονομεταβαλλόμενα πεδία
- Την αλληλένδετη ύπαρξη Ηλεκτρικού και Μαγνητικού πεδίου όταν υπάρχει μεταβολή στο χρόνο
- Την έννοια του κύματος και τη διάδοση των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και το χρόνο
Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη θεωρία Ηλεκτρομαγνητισμού και η εμβάθυνση στις εξισώσεις Maxwell
Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί
- Την έννοια του Μαγνητικού πεδίου, το νόμο Faraday και την έννοια της επαγωγής
- Tην έννοια της Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης
- Την εξίσωση συνέχειας
- Τις ολοκληρωτικές και διαφορικές εξισώσεις Maxwell για συνεχή και χρονομεταβαλλόμενα πεδία
- Την αλληλένδετη ύπαρξη Ηλεκτρικού και Μαγνητικού πεδίου όταν υπάρχει μεταβολή στο χρόνο
- Την έννοια του κύματος και τη διάδοση των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και το χρόνο
Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη θεωρία Ηλεκτρομαγνητισμού και η εμβάθυνση στις εξισώσεις Maxwell
Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί
- Την έννοια του Μαγνητικού πεδίου, το νόμο Faraday και την έννοια της επαγωγής
- Tην έννοια της Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης
- Την εξίσωση συνέχειας
- Τις ολοκληρωτικές και διαφορικές εξισώσεις Maxwell για συνεχή και χρονομεταβαλλόμενα πεδία
- Την αλληλένδετη ύπαρξη Ηλεκτρικού και Μαγνητικού πεδίου όταν υπάρχει μεταβολή στο χρόνο
- Την έννοια του κύματος και τη διάδοση των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και το χρόνο
Πληροφορίες
Περιεχόμενο Μαθήματος
Συνεχές μαγνητικό πεδίο:
Νόμος του Ampere και Biot-Savart και η χρήση τους στην επίλυση προβλημάτων. Μαγνητοστατικό Πεδίο στα υλικά - οριακές συνθήκες. Νόμος του Faraday. Δυναμική ενέργεια μαγνητικού πεδίου, ορισμός επαγωγής.
Χρονικά μεταβαλλόμενα πεδία:
Εξισώσεις Maxwell. Ρεύμα μετατόπισης. Εξίσωση κύματος. Εξίσωση διάχυσης. Ενέργεια και ροή ισχύος - Θεώρημα Poynting. Αρμονική χρονική εξάρτηση. Στιγμιαία τιμή και μιγαδική παράσταση. Εξισώσεις Helmholtz.
Κύματα και διάδοση:
Επίπεδα κύματα Διάδοση επίπεδου κύματος σε μονωτικά και αγώγιμα μέσα. Πόλωση επίπεδου κύματος. Επιδερμικό φαινόμενο. Ανάκλαση και διάθλαση επιπέδων κυμάτων. Παράλληλη και κάθετη πόλωση. Νόμος ανάκλασης. Νόμος του Snell. Κρίσιμη γωνία. Ολική ανάκλαση, γωνία Brewster. Κάθετη και πλάγια πρόσπτωση σε αγώγιμα και διηλεκτρικά μέσα. Σταθερές διαδόσεως. Τύποι κυμάτων.
Μαθησιακοί στόχοι
Σκοπός του μαθήματος είναι η ολοκλήρωση στην εισαγωγή στη θεωρία Ηλεκτρομαγνητισμού και η εμβάθυνση στις εξισώσεις Maxwell
Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί
- Την έννοια του Μαγνητικού πεδίου, το νόμο Faraday και την έννοια της επαγωγής
- Το θεώρημα Ohm και την έννοια της Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης
- Την εξίσωση συνέχειας
- Τις ολοκληρωτικές και διαφορικές εξισώσεις Maxwell για συνεχή και χρονομεταβαλλόμενα πεδία
- Την αλληλένδετη ύπαρξη Ηλεκτρικού και Μαγνητικού πεδίου όταν υπάρχει μεταβολή στο χρόνο
Την έννοια του κύματος και τη διάδοση των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και το χρόνο
Προαπαιτούμενα
Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ι, Διαφορικές και Oλοκληρωτικές εξισώσεις, Διανυσματικός Λογισμός.
Βιβλιογραφία
- Θ. Δ. Τσιμπούκης. Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο, Ενιαίος τόμος, Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
- W. H. Hyat, J. A. Buck, Engineering Electromagnetics, Εκδόσεις Επίκεντρο Α.Ε
- D. Griffiths. Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική (Σε ένα τόμο), Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
Μέθοδοι αξιολόγησης
Προαιρετικές πρόοδο
Project που δίνει πρόσθετη μονάδα
Τελική γραπτή εξέταση
Μέθοδοι διδασκαλίας
Παραδόσεις στον πίνακα με υποβοήθηση από διαφάνειες/σημειώσεις
Λύσεις παραδειγμάτων από το διδάσκοντα στον πίνακα. Προαιρετική επίλυση ασκήσεων από τους φοιτητές.
Προαιρετική αντιμετώπιση προβλήματος σχεδίασης/κατασκευής απλών διατάξεων (π.χ. κινητήρας)
Συνεχές μαγνητικό πεδίο:
Νόμος του Ampere και Biot-Savart και η χρήση τους στην επίλυση προβλημάτων. Μαγνητοστατικό Πεδίο στα υλικά - οριακές συνθήκες. Νόμος του Faraday. Δυναμική ενέργεια μαγνητικού πεδίου, ορισμός επαγωγής.
Χρονικά μεταβαλλόμενα πεδία:
Εξισώσεις Maxwell. Ρεύμα μετατόπισης. Εξίσωση κύματος. Εξίσωση διάχυσης. Ενέργεια και ροή ισχύος - Θεώρημα Poynting. Αρμονική χρονική εξάρτηση. Στιγμιαία τιμή και μιγαδική παράσταση. Εξισώσεις Helmholtz.
Κύματα και διάδοση:
Επίπεδα κύματα Διάδοση επίπεδου κύματος σε μονωτικά και αγώγιμα μέσα. Πόλωση επίπεδου κύματος. Επιδερμικό φαινόμενο. Ανάκλαση και διάθλαση επιπέδων κυμάτων. Παράλληλη και κάθετη πόλωση. Νόμος ανάκλασης. Νόμος του Snell. Κρίσιμη γωνία. Ολική ανάκλαση, γωνία Brewster. Κάθετη και πλάγια πρόσπτωση σε αγώγιμα και διηλεκτρικά μέσα. Σταθερές διαδόσεως. Τύποι κυμάτων.
Σκοπός του μαθήματος είναι η ολοκλήρωση στην εισαγωγή στη θεωρία Ηλεκτρομαγνητισμού και η εμβάθυνση στις εξισώσεις Maxwell
Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί
- Την έννοια του Μαγνητικού πεδίου, το νόμο Faraday και την έννοια της επαγωγής
- Το θεώρημα Ohm και την έννοια της Ηλεκτρεγερτικής Δύναμης
- Την εξίσωση συνέχειας
- Τις ολοκληρωτικές και διαφορικές εξισώσεις Maxwell για συνεχή και χρονομεταβαλλόμενα πεδία
- Την αλληλένδετη ύπαρξη Ηλεκτρικού και Μαγνητικού πεδίου όταν υπάρχει μεταβολή στο χρόνο
Την έννοια του κύματος και τη διάδοση των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στο χώρο και το χρόνο
Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ι, Διαφορικές και Oλοκληρωτικές εξισώσεις, Διανυσματικός Λογισμός.
- Θ. Δ. Τσιμπούκης. Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο, Ενιαίος τόμος, Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
- W. H. Hyat, J. A. Buck, Engineering Electromagnetics, Εκδόσεις Επίκεντρο Α.Ε
- D. Griffiths. Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική (Σε ένα τόμο), Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
Προαιρετικές πρόοδο
Project που δίνει πρόσθετη μονάδα
Τελική γραπτή εξέταση
Παραδόσεις στον πίνακα με υποβοήθηση από διαφάνειες/σημειώσεις
Λύσεις παραδειγμάτων από το διδάσκοντα στον πίνακα. Προαιρετική επίλυση ασκήσεων από τους φοιτητές.
Προαιρετική αντιμετώπιση προβλήματος σχεδίασης/κατασκευής απλών διατάξεων (π.χ. κινητήρας)
Ιστορική Περιγραφή
Συμβολισμοί, Μονάδες
Ορισμός Δυναμικού Πεδίου
Ηλεκτρικό Πεδίο
Μαγνητικό Πεδίο
Στατικά και δυναμικά Πεδία
Περιγραφή κύματος
Ροή Φορτίων.
Ορισμός Χωρικού και Επιφανειακού ρεύματος
Ηλεκτρική Αντίσταση
Νόμος Ohm
Διατάξεις χαλάρωσης
Αγωγοί-Ιδιότητες
Εισαγωγή
Μαγνητικές Δυνάμεις και Ροπές
Νόμος Biot-Savart. Παραδείγματα εφαρμογής
Νόμος Ampere. Περιοχές εφαρμογής
Απειρα σωληνοειδή
Άπειρες Επιφάνειες
Δακτυλιοειδή πηνία
Μαγνητικό διανυσματικό δυναμικό
Οριακές Συνθήκες
Ηλεκτρικό Πεδίο
Μαγνητικό Πεδίο
Μαγνητική ροπή
Είδος Μαγνητικών Υλικών
Διαμαγνητικά
Παραμαγνητικά
Σιδηρομαγνητικά
Μαγνήτιση
Μοντέλο δέσμιων ρευμάτων
Μαγνητική Επιδεκτικότητα και Διαπερατότητα
Καμπύλες φόρτισης
Πεπλεγμένη Μαγνητική Ροή
Αυτεπαγωγή
Αμοιβαία Επαγωγή
Ενέργεια Μαγνητικού Πεδίου
Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή
Κινούμενη αγώγιμη ράβδος μέσα σε μαγνητικό πεδίο
Κίνηση αγώγιμου βρόχου σε χρονικά αμετάβλητο πεδίο
Κίνηση αγώγιμου βρόχου σε χρονικά μεταβαλλόμενο πεδίο
Περιγραφή και "χτίσιμο" εξισώσεων Maxwell
Ηλεκτρομαγνητική Δύναμη
Ηλεκτρομαγνητική Ισχύς και Poynting
Εξίσωση Συνέχειας
Καταστατικές Εξισώσεις
Οριακές Συνθήκες
Ρεύμα μετατόπισης
Μιγαδική μορφή εξισώσεων
Εξίσωση κύματος
Θεώρημα Poynting
Διάνυσμα Poynting
Ηλεκτρομαγνητικά δυναμικά
Εξισώσεις Μονοχρωματικού Επίπεδου Κύματος
Φασική ταχύτητα, σταθερά φάσης, μήκος κύματος, εμπέδηση
Διαδιδόμενη ισχύς
Μέσα χωρίς απώλειες
Μέσα με απώλειες
Πόλωση επίπεδο κύματος
Γραμμική Πόλωση
Κυκλική Πόλωση
Ελλειπτική Πόλωση
Τυχαία Διάδοση στο χώρο
Ανάκλαση σε χώρο χωρίς απώλειες
Αναλοίωτο συχνότητας
Επίπεδο Πρόσπτωσης
Νόμος Snell
Εξισώσεις Fresnel
Ανάκλαση και διάδοση Ισχύος
Ενεργειακοί συντελεστές
Κάθετη πρόσπτωση
Σε μέσο με απώλειες
Σε τέλειο αγωγό
Σε διηλεκτρική πλάκα
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 9850
Αρ. Προβολών : 33987
