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: 620
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό326
Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΗλεκτρομαγνητικό Πεδίο Ι
Ακαδημαϊκό Έτος2020 – 2021
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Class ID
600169743

Πρόγραμμα Τάξης

Κτίριο
ΌροφοςUnknown
ΑίθουσαΕξ αποστάσεως (900)
ΗμερολόγιοFriday 09:00 to 11:00
Κτίριο
ΌροφοςUnknown
ΑίθουσαΕξ αποστάσεως (900)
ΗμερολόγιοWednesday 15:00 to 17:00
Τύπος Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Υποβάθρου
  • Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
  • Eξ απoστάσεως εκπαίδευση
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
  • Αγγλικά (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, 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, 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 και μαγνητοστατικού πεδίου και να μπορούν να περιγράψουν τη μορφή των πεδίων, φορτίων και ρευμάτων σε αντίστοιχα συστήματα. - Να εκτελούν απλούς υπολογισμούς του ηλεκτροστατικού και μαγνητοστατικού 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 ή μαγνητοστατικού 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
  • 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
01-09-2021