ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Ι
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Ι / Electromagnetic Field I |
| Κωδικός | ΗΜ0101 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Υπεύθυνος/η | Χρήστος Αντωνόπουλος |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20000572 |
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Ι |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2019 – 2020 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600144753
|
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600144753
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=11971
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτήτριες/τές θα είναι σε θέση να κατανοήσουν τα φυσικά μεγέθη, ιδιότητες και μεθόδους του ηλεκτροστατικού πεδίου και του πεδίου ροής μόνιμων ρευμάτων καθώς επίσης και της συμπεριφοράς των υλικών, με βάση το μακροσκοπικό μοντέλο του κλασικού ηλεκτρομαγνητισμού.
Ειδικότερα, οι φοιτήτριες/τές θα έχουν αποκτήσει τις εξής δεξιότητες:
- Να κατανοούν τη φυσική σημασία των διαφόρων μεγεθών και εννοιών σε πρακτικά και εφαρμοσμένα προβλήματα του ηλεκτροστατικού πεδίου και να μπορούν να περιγράψουν τη μορφή των πεδίων, φορτίων και ρευμάτων σε αντίστοιχα συστήματα.
- Να εκτελούν απλούς υπολογισμούς του ηλεκτροστατικού πεδίου σε απλές, πρότυπες διατάξεις αγωγών και διηλεκτρικών και να προσεγγίζουν έτσι συνθετότερα προβλήματα της τρέχουσας τεχνολογικής πρακτικής.
- Να εκτελούν υπολογισμούς ενέργειας και ισχύος σε απλές διατάξεις υπό την επίδραση ηλεκτροστατικού πεδίου.
- Να μπορούν να χρησιμοποιήσουν εξειδικευμένο λογισμικό ανάλυσης στατικών πεδίων για τη μοντελοποίηση σύνθετων διατάξεων.
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
- 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.
Φύση του πεδίου ροής: 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.
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.
Φύση του πεδίου ροής: 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.
Λέξεις Κλειδιά
Ηλεκτρομαγνητισμός, Ηλεκτροστατικό 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
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 35 | 1,2 | ✓ | ||
| Φροντιστήριο | 17 | 0,6 | ✓ | ||
| Σύνολο | 52 | 1,7 |
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 - Βασική Θεωρία και Εφαρμογές, Τόμος Ι, ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2011 (ISBN: 978-960-524-325-8).
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. J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός, 5η εκδοση, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., Θεσσαλονίκη, 2011 (ISBN:978-960-418-334-0).
4. Ι. Λ. Βομβορίδης, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Μέρος Β, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα, 2009 (ISBN: 978-960-788-95-2).
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. J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός, 5η εκδοση, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., Θεσσαλονίκη, 2011 (ISBN:978-960-418-334-0).
4. Ι. Λ. Βομβορίδης, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Μέρος Β, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα, 2009 (ISBN: 978-960-788-95-2).
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2012.
2. J. G. Van Bladel, Electromagnetic Fields, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 2007.
3. R. E. Collin, Field Theory of Guided Waves, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 1990.
4. J. R. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd edition, Wiley, 1998.
2. J. G. Van Bladel, Electromagnetic Fields, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 2007.
3. R. E. Collin, Field Theory of Guided Waves, 2nd edition, Wiley-IEEE Press, 1990.
4. J. R. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd edition, Wiley, 1998.
Τελευταία Επικαιροποίηση
05-12-2020
