Elektrodinamika

Visokošolski učitelji: Vidmar Matjaž

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis v letnik študija.
• Poznavanje snovi Matematika I do IV, Osnove Elektrotehnike I in II.

Vsebina:

Ponovitev osnov elektrotehnike: električna vezja kot nič-dimenzijska naloga. TEM električni vodi kot eno-dimenzijska naloga, telegrafska enačba. Karakteristična impedanca in odbojnost v časovnem prostoru. Odbojnost in valovitost v frekvenčnem prostoru, stojni val. Vod z izgubami v frekvenčnem prostoru. Tri-dimenzijske naloge, ponovitev matematike: koordinatni sistemi, Lame-jevi koeficienti, diferencialne operacije v prostoru. Maxwell-ove enačbe iz integralne oblike v diferencialno, Poynting-ov izrek, valovni enačbi za električno in magnetno polje. Vektorski potencial, Lorentz-ov pogoj, valovni enačbi za skalarni in vektorski potencial, reševanje valovnih enačb za potenciale. Potenciali in točno elektromagnetno polje tokovnega elementa, razvrstitev členov na statično, dinamično in izsevano polje, velikostni razredi členov kot funkcija razdalje in frekvence, sevalna upornost in izkoristek. Ravninski elektromagnetni val v neomejenem prostoru, valovni vektor. Kompleksni valovni vektor, popolni odboj in tuneliranje valovanja. Elektromagnetno polje v omejenem prostoru kot vsota ravninskih valov. Eno-dimenzijski stojni val v kovinskem valovodu, fazna in skupinska hitrost. Več-dimenzijski stojni val v votlinskem rezonatorju. Elektromagnetno valovanje v snovi z izgubami, vdorna globina in kožni pojav. Kvaliteta tuljav in rezonatorjev. Slabljenje TEM vodov. Mikrotrakasti vod.

Cilji in kompetence:

Spoznavanje osnovnih zakonitosti dinamičnega električnega polja. Spoznavanje pojavov na električnih vodih. Spoznavanje pojava sevanja, ki je osnova brezvrvične (radijske) zveze. Spoznavanje različnih dinamičnih elektromagnetnih pojavov v neomejenem prostoru, v omejenem prostoru, v brezizgubni snovi in v snovi z izgubami.

Predvideni študijski rezultati:

Poznavanje in razumevanje osnov dinamičnega elektromagnetnega polja, električnih vodov, mehanizma sevanja elektromagnetnih valov, valovanja v neomejenem in omejenem prostoru, valovanja v snovi z izgubami.

Metode poučevanja in učenja:

• Predavanja, na katerih se študent seznani s teoretičnimi osnovami,
• laboratorijske vaje, kjer snov predavanj preveri s praktičnimi poskusi in naloge skuša reševati v duhu timskega dela.

Gradiva

1. C. G. Someda, Electromagnetic Waves, Chapman & Hall, London, 1998.
2. M. Vidmar, Vaje iz teorije elektromagnetike, FE, Ljubljana, 1997.
3. J. Budin, Antene, FE, Ljubljana 1968.