Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο ΙΙ
| Τίτλος | Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο ΙΙ / Electromagnetic Field II |
| Κωδικός | 018 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Χρήστος Αντωνόπουλος |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600000966 |
Πρόγραμμα Σπουδών: Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 705
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Υποχρεωτικό | 4 | 2 | 6 |
| Τίτλος | Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο ΙΙ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2022 – 2023 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600218965
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Polytechnic - wing C (ECE & Rural Eng.) |
| Όροφος | Floor 1 |
| Αίθουσα | Α1 (8) |
| Ημερολόγιο | Wednesday 15:00 to 17:00 |
| Κτίριο | Polytechnic - wing C (ECE & Rural Eng.) |
| Όροφος | Floor 1 |
| Αίθουσα | Α1 (8) |
| Ημερολόγιο | Friday 09:00 to 11:00 |
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
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600218965
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=11777
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 το φαινόμένο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, τη συμπεριφορά των μαγνητικών υλικών, τα χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, τις εξισώσεεις του Maxwell, τη διάδοση επίπεδων ομοιόμορφων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, και το φαινομένο της ανάκαλσης/διάθλασης 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 πρακτικές και εφαρμοσμένες διατάξεις ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και να επιλύουν απλά πρόβλήματα υπολογισμού της επαγώμενης ηλεκτρεγερτικής δύναμης, της αμοιβαίας επαγωγής και αυτεπαγωγής, προσεγγίζοντας έτσι συνθετότερα θέματα της τρέχουσας τεχνολογικής πρακτικής.
- Να επιλύουν μαγνητικά κυκλώματα με γραμμικά και μη γραμμικά μαγνητικά υλικά.
- Να εκτελούν υπολογισμούς με τις εξισώσεις Maxwell, τις οριακές συνθήκες και το θεώρημα του Poynting, αποκτώντας έτσι το απαραίτητο υπόβαθρο για την αντιμετώπιση προβλημάτων με χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρομαγνητικά πεδία.
- Να επιλύουν προβλήματα με επίπεδα ομοιόμορφα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, να χρησιμοποιούν τη μιγαδική μορφή με χρήση φασιθετών για την περίπτωση αρμονικής χρονικής μεταβολής. Να βρίσκουν, επίσης, την πόλωση επίπεδων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και να αντιμετωπίζουν ζητήματα διάδοσης σε τέλεια (ή μη) αγώγιμα μέσα.
- Να επιλύουν απλά προβλήματα (κάθετης ή πλάγιας) πρόσπτωσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε επίπεδα ομογενή μέσα και να υπολογίζουν τους συντελεστές ανάκλασης και διάθλασης.
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
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: Νόμος του Faraday. Επαγώμενη ηλεκτρεγερτική δύναμη. Αμοιβαία επαγωγή. Ενέργεια και επαγώμενα ρεύματα.
Μαγνητικά υλικά: Μαγνήτιση και μαγνητική διαπερατότητα. Φερρομαγνητικά υλικά. Καμπύλη μαγνήτισης. Βρόχος και απώλειες υστέρησης. Μαγνητικά κυκλώματα. Νόμοι του Kirchoff σε μαγνητικά κυκλώματα. Μη γραμμικά μαγνητικά κυκλώματα. Ενέργεια και συνάμεις σε μαγνητικό κύκλωμα.
Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο: Χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Εξισώσεις Maxwell. Καταστατικές εξισώσεις. Οριακές συνθήκες. Ρεύμα αγωγιμότητας και μετατόπισης. Συνθήκη Lorentz. Γενική κυματική εξίσωση. Εξίσωση διάχυσης. Χρονική αρμονική μεταβολή. Στιγμιαίες τιμές και μιγαδική αναπαράσταση μεγεθών του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Εξίσωση Helmholtz. Βαθμωτό ηλεκτρικό και διανυσματικό μαγνητικό δυναμικό. Διάνυσμα και θεώρημα Poynting.
Επίπεδο ομοιόμορφο κύμα: Ορισμός και προέλευση. Διάδοση επίπεδου κύματος σε με μέσα με/χωρίς απώλειες. Πόλωση. Διαδιδόμενη ισχύς. Διάδοση σε τυχάια διεύθυνση. Φασική ταχύτητα και ταχύτητα ομάδας.
Ανάκλαση και διάθλαση επίπεδου κύματος: Ορισμοί. Προσπίπτον κύμα. Παράλληλη και κάθετη πόλωση. Νόμος του Snell. Εξισώσεις Fresnel. Γωνία Brewster και κρίσιμη γωνία. Ολική ανάκαλση. Μη ομογενή κύματα. Ενεργειακοί συντελεστές ανάκλασης και διάθλασης. Κάθετη και πλάγια πρόσπτωση σε τέλειους αγωγούς και διηλεκτρικά.
Λέξεις Κλειδιά
Ηλεκτρομαγνητισμός, Χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, 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 | 72 | 2,4 | ✓ | ||
| Φροντιστήριο | 33 | 1,1 | ✓ | ||
| Εξετάσεις | 75 | 2,5 | ✓ | ||
| Σύνολο | 180 | 6 |
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, Εφαρμοσμένος Ηλεκτρομαγνητισμός, Εκδότης: Θεόδωρος Τσιμπούκης, Θεσσαλονίκη, 2012 (ISBN: 978-960-93-3701-4).
2. J. A. Edminister, Ηλεκτρομαγνητική Θεωρία, ΕΣΠΙ ΕΚΔΟΤΙΚΗ Εταιρεία Περιορισμένης Ευθύνης, Αθήνα, 1998 (ISBN: 960-7610-07-5).
3. Ο. Καλογήρου, Ι. Μ. Κυπριανίδης, και Κ. Γ. Μελίδης, Ασκήσεις και Προβλήματα Ηλεκτρισμού-Μαγνητισμού, Χριστίνα και Βασιλική Κορδαλή Ο.Ε., Θεσσαλονίκη, 2011 (ISBN: 978-960-357-098-1).
4. Ι. Ρουμελιώτης και Ι. Τσαλαμέγκας, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Τόμος Α, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., Θεσσαλονίκη, 2010 (ISBN: 978-960-418-214-5).
5. Ι. Λ. Βομβορίδης, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία, Μέρος Α, Εκδότης: Καλαμαρά Έλλη, Αθήνα, 2009 (ISBN: 978-960-7888-94-5).
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
05-12-2020
