Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο Ι

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΗλεκτρομαγνητικό Πεδίο Ι / Electromagnetic Field I
Κωδικός015
ΣχολήΠολυτεχνική
ΤμήμαΗλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
Υπεύθυνος/ηΧρήστος Αντωνόπουλος
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600000963

Πρόγραμμα Σπουδών: Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 265
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό326

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΗλεκτρομαγνητικό Πεδίο Ι
Ακαδημαϊκό Έτος2017 – 2018
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Class ID
600106715

Πρόγραμμα Τάξης

ΚτίριοΠολυτεχνείο (πτέρυγα Γ)
ΌροφοςΌροφος 1
ΑίθουσαΑ5 (7)
ΗμερολόγιοΤετάρτη 15:00 έως 17:00
ΚτίριοΠολυτεχνείο (πτέρυγα Γ)
ΌροφοςΌροφος 1
ΑίθουσαΑ3 (2)
ΗμερολόγιοΠαρασκευή 09:00 έως 11:00
Τύπος Μαθήματος
  • Υποβάθρου
  • Επιστημονικής Περιοχής
Κατηγορία Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Kατανόηση των φυσικών μεγεθών, ιδιοτήτων και μεθόδων του ηλεκτροστατικού πεδίου, του πεδίου ροής μόνιμων ρευμάτων και του μαγνητοστατικού πεδίου καθώς επίσης και της συμπεριφοράς των υλικών σε αυτά, με βάση το μακροσκοπικό μοντέλο του κλασικού ηλεκτρομαγνητισμού. Ειδικότερα: 1. Περιγραφή των πηγών του ηλεκτροστατικού πεδίου και της φυσικής τους σημασίας. Κατανόηση και αφομοίωση των βασικών εννοιών του ηλεκτροστατικού πεδίου. Εξοικείωση με το μακροσκοπικό μοντέλο και τη συμπεριφορά των τέλειων αγωγών και μονωτών στο ηλεκτροστατικό πεδίο. 2. Κατανόηση των σημειακών, διαφορικών και ολοκληρωτικών ποσοτήτων σε συνδυασμό με τους νόμους του ηλεκτροστατικού πεδίου. 3. Περιγραφή των πηγών του πεδίου ροής μόνιμων ρευμάτων και της φυσικής τους σημασίας. 4. Θεμελίωση, απόδειξη και αφομοίωση των βασικών μεγεθών και ιδιοτήτων του πεδίου ροής μόνιμων ρευμάτων. 5. Διερεύνηση του μοντέλου και των βασικών αρχών λειτουργίας των γειωτών. 6. Περιγραφή των πηγών του μαγνητοστατικού πεδίου και της φυσικής τους σημασίας. 7. Θεμελίωση, απόδειξη και κατανόηση των θεμελιωδών μεγεθών και ιδιοτήτων του μαγνητοστατικού πεδίου. Εξοικείωση με το μακροσκοπικό μοντέλο και τη συμπεριφορά των τέλειων αγωγών στο μαγνητοστατικό πεδίο. 8. Κατανόηση των σημειακών, διαφορικών και ολοκληρωτικών ποσοτήτων και νόμων του μαγνητοστατικού πεδίου και της φυσικής τους σημασίας.
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
  • Αυτόνομη εργασία
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Φύση του ηλεκτροστατικού πεδίου: Φορτία και κατανομές φορτίων. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου, βαθμωτό ηλεκτρικό δυναμικό, διηλεκτρική μετατόπιση, ηλεκτρική ροή. Θεμελιώδεις νόμοι του ηλεκτροστατικού πεδίου. Εξισώσεις Poisson και Laplace. Οριακές συνθήκες σε διαχωριστικές επιφάνειες. Διηλεκτρικά μέσα: Ηλεκτρικό δίπολο. Διηλεκτρική Πόλωση. Φορτία πόλωσης. Δυνάμεις σε διηλεκτρικά. Τέλειοι αγωγοί: Αγώγιμα σώματα. Κοιλότητες σε αγώγιμα σώματα. Θεώρημα αμοιβαιότητας του Green. Πυκνωτές, χωρητικότητα, μερικές χωρητικότητες. Ενέργεια και δυνάμεις: Ενέργεια ηλεκτροστατικού πεδίου. Δυνάμεις σε συστήματα αγωγών. Κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε ηλεκτροστατικό πεδίο. Αναλυτικές μέθοδοι: Θεώρημα μοναδικότητας. Μέθοδος κατοπτρισμού (ηλεκτρικών ειδώλων). Μέθοδος χωρισμού μεταβλητών. Άλλες μέθοδοι. Ηλεκτρικό πεδίο ροής μόνιμων ρευμάτων: Ένταση και πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος. Εξίσωση συνέχειας. Οριακές συνθήκες. Ηλεκτρεγερτική δύναμη. Αντίσταση. Νόμος του Ohm. Νόμοι του Kirchhoff. Αντίσταση αγωγού μεταβλητής διατομής. Πυκνωτές με απώλειες. Ενέργεια. Νόμος του Joule. Θεώρημα ελάχιστων θερμικών απωλειών. Πυκνότητα ισχύος. Γειωτές: σφαιρικοί, ημισφαιρικοί, ελλειψοειδείς, σωληνωτοί γειωτές. Φύση του μαγνητοστατικού πεδίου: Μαγνητική επαγωγή και ροή. Νόμος Biot-Savart. Ένταση μαγνητικού πεδίου. Νόμος του Ampere. Βαθμωτό και διανυσματικό μαγνητικό δυναμικό. Διανυσματική εξίσωση Poisson. Μαγνητική ροή. Σωληνοειδές. Αυτεπαγωγή. Δυνάμεις σε ρευματοφόρους αγωγούς. Ροπή. Οριακές συνθήκες σε διαχωριστικές επιφάνειες.
Λέξεις Κλειδιά
Ηλεκτρομαγνητισμός, Ηλεκτροστατικό πεδίο, Μαγνητοστατικό πεδίο, Θεωρητική ηλεκτροτεχνία
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις722,4
Φροντιστήριο331,1
Εξετάσεις752,5
Σύνολο1806
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση (διάρκεια 180 λεπτά)
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Θ. Δ. Τσιμπούκης, Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο (ενιαίος τόμος), Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας - Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2014 (ISBN: 978-960-524-324-1). 2. Ι. Ρουμελιώτης και Ι. Τσαλαμέγκας, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Τόμος Β, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., Θεσσαλονίκη, 2010 (ISBN: 978-960-418-292-3). 3. D. J. Griffiths, Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική (ενιαίος τόμος), Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας - Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2012 (ISBN: 978-960-524-381-4). 4. J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός, 5η εκδοση, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., Θεσσαλονίκη, 2011 (ISBN:978-960-418-334-0). 5. Ι. Λ. Βομβορίδης, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Μέρος Β, 2η έκδοση, Εκδότης: Καλαμαρά Έλλη, Αθήνα, 2012 (ISBN: 978-960-7888-93-8).
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. J. G. Van Bladel, Electromagnetic Fields, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 2007. 2. R. E. Collin, Field Theory of Guided Waves, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 1990. 3. J. R. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd edition, Wiley, 1998.
Τελευταία Επικαιροποίηση
20-11-2015