Popis předmětu - B2B17ELD

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B2B17ELD Elektrodynamika Rozsah výuky:2+2c
Garanti:Škvor Z. Role:P Jazyk výuky:CS
Vyučující:Čapek M., Jelínek L., Pankrác V., Škvor Z. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13117 Kreditů:4 Semestr:L

Anotace:

Předmět svým absolventům zprostředkuje jednotný pohled na základní děje v časově proměnných elektromagnetických polích a úvod do jejich řešení.

Cíle studia:

Porozumět elektrodynamice.

Obsah:

Elektromagnetická vlna ve volném prostoru a v látkách, včetně látek inizotropních. Odraza na rozhraních, polarizace vln. Vedení vlny vlnovody či vedením.

Osnovy přednášek:

1. Potenciály popisující elektromagnetické pole a jejich kalibrace. Základní rovnice pro potenciály.
2. Podmínky na rozhraní prostředí. Vlnová rovnice včetně zdrojů. Rychlost(i) šíření vlny, útlum, polarizace, impedance, disperse.
3. Polarizace a magnetizace materiálů vysokofrekvenčním polem.
4. Přenos energie vlnou. Vlna rovinná, kulová a válcová. Gaussův svazek. Fermatův princip.
5. Vlna na rozhraní dvou prostředí, Snellův zákon a Fresnelovy vzorce pro prostředí s obecnou konduktivitou.
6. Totální odraz, evanescentní vlna. Polarizace vlny odrazem, Brewsterův úhel.
7. Průchod vlny vrstveným prostředím. Čtvrtvlnný transformátor.
8. Vedení s vlnou TEM. Telegrafní rovnice. Charakteristická a vlnová impedance. Přenos výkonu. Maximální přenášený výkon, minimální útlum.
9. Vedené a evanescentní vlny. Mody, impedance, fázová a skupinová rychlost šírení, přenos výkonu.
10. Šíření vlny dielektrickými vlnovody. Rezonátory.
11. Retardované potenciály, Greenova fce. Zdroje vln - elementární zářiče.
12. Blízké, přechodné a vzdálené pole zářičů.
13. Vlna v anizotropním prostředí a na rozhraní s takovým prostředím. Řádná a mimořádná vlna, dvojlom.
14. Úvod do numerického řešení nestacionárních polí.

Osnovy cvičení:

1. Skalární a vektorové potenciály. Hertzův vektor.
2. Podmínky na rozhraní prostředí. Vlnová rovnice včetně zdrojů. Rychlost(i) šíření vlny, útlum, polarizace, impedance, disperse.
3. Polarizace a magnetizace materiálů vysokofrekvenčním polem.
4. Přenos energie vlnou. Vlna rovinná, kulová a válcová.
5. Jednoduché výpočty polí na rozhraní dvou prostředí.
6. Pokročilejší výpočty polí na rozhraní, totální reflexe, Brewsterův úhel.
7. Návrh čtvrtvlnného transformátoru, Vlna ve vrstveném prostředí, povlak čočky.
8. Návrh koaxiálního vedení, a konektoru optimalizace pro útlum a výkon.
9. Vedené a evanescentní vlny, nejprve pro obecný průžez vlnovodu, pak pro vlnovod s obdélníkovým a kruhovým mprůřezem kovového pláště,
10. Výpočet vlastností vlny v dielektrickém vlnovodu.
11. Pole jednoduchých zářičů.
12. Blízké a vzdálené pole v okolí zdrojů elmg. vln, zvláště elementárního a čtvrtvlnného dipolu.
13. Výpočet šíření vlny anizotropním prostředím pro různé směry.
14. Řešení jednoduchých polí FDTD.

Literatura:

Hayt, Jr., W. H., Buck, J. A.: Engineering Electromagnetics, 8th ed., McGraw-Hill, New York, 2012 Stratton, J. A.: Electromagnetic Theory. John Wiley and sons. IEEE Press, Piscataway 2007 Mayer, D.: Aplikovaný elektromagnetismus. Kopp, České Budějovice 2012

Požadavky:

Základní znalost vektorového počtu a součinů. Integrace a derivování jednoduchých funkcí jedné a více proměnných. Práce s komplexními čisly.

Webová stránka:

http://moodle.fel.cvut.cz

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPEK_2018 Před zařazením do oboru P 4
BPEK_2016 Před zařazením do oboru P 4


Stránka vytvořena 17.12.2018 17:48:15, semestry: Z,L/2020-1, L/2017-8, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.