Elektromagnetische Felder I (EMF I)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Electromagnetic Fields I)
(Prüfungsordnungsmodul: Elektromagnetische Felder I)

Lehrveranstaltungen:

• • Elektromagnetische Felder I
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Manfred Albach et al., Mi, 12:15 - 13:45, HH)

Empfohlene Voraussetzungen:

Voraussetzung: Vektoranalysis, z.B. aus der Mathematik-VL im Grundstudium

Inhalt:

Diese Vorlesung befaßt sich mit der Lehre von den elektromagnetischen Feldern. Sie führt die für eine physikalische Beschreibung der Naturvorgänge notwendigen begrifflichen Grundlagen ein. Die mathematische Formulierung der Zusammenhänge bildet das Fundament für eine Anwendung der theoretischen Erkenntnisse auf die vielfältigen Probleme der Praxis. Zum Verständnis sind die Grundlagen der Vektoranalysis Voraussetzung.

Der inhaltliche Aufbau der Vorlesung orientiert sich an der induktiven Methode. Ausgehend von den Erfahrungssätzen für makroskopisch messbare elektrische und magnetische Größen werden schrittweise die Maxwellschen Gleichungen abgeleitet. Im ersten Teil der Vorlesung werden zunächst die Elektrostatik, das stationäre Strömungsfeld sowie das stationäre Magnetfeld behandelt.

Der zweite Vorlesungsteil beginnt mit einem Abschnitt über Lösungsverfahren (Spiegelung, Separation der Variablen). Dieses Kapitel nimmt insofern eine Sonderstellung ein, als es im Wesentlichen um einfache mathematische Verfahren geht, die als Bindeglied zwischen theoretischer Erkenntnis und praktischer Umsetzung bei der Lösung technischer Probleme dienen. Im Anschluss daran wird der allgemeine Fall der zeitlich veränderlichen Felder mit Skineffekt- und Wellenerscheinungen behandelt.

Inhaltsverzeichnis: Teil I

1. Vorbemerkungen
2. Elektrostatik

• 2.1 Grundlagen

• 2.2 Felder von Ladungsverteilungen

• 2.3 Darstellung von Feldern

• 2.4 Isotropes inhomogenes Dielektrikum

• 2.5 Systeme aus mehreren Leitern, Teilkapazitäten

• 2.6 Energiebetrachtungen

• 2.7 Kraftwirkungen

3. Das stationäre Strömungsfeld
4. Das stationäre Magnetfeld

• 4.1 Grundlagen

• 4.2 Felder von Stromverteilungen

• 4.3 Darstellung von Feldern

• 4.4 Energiebetrachtungen, Induktivitäten

• 4.5 Kraftwirkungen
  

Inhaltsverzeichnis: Teil II

5. Elementare Lösungsverfahren

• 5.1 Spiegelungsverfahren

• 5.2 Einführung in die Potentialtheorie

6. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld

• 6.1 Grundlagen

• 6.2 Skineffekterscheinungen

• 6.3 Wellenerscheinungen

7. Anhang

Lernziele und Kompetenzen:

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage:

• Methoden zur Berechnung und Darstellung von Feldverteilungen anzuwenden,

• reale Anordnungen in kapazitive und induktive Ersatznetzwerke zu übertragen,

• die Bedeutung von Feldgleichungen und Randbedingungen zu verstehen,

• die Begriffe elektrischer und magnetischer Dipol zu bewerten,

• die in statischen und stationären Situationen auftretenden Kräfte zu berechnen.

Literatur:

• Skript zur Vorlesung

• Übungsaufgaben mit Lösungen auf der Homepage

• Formelsammlung

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 4-5. Semester
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Technisches Anwendungsfach (TAF) | NF Mechatronics | Elektromagnetische Felder I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Vorlesung Elektromagnetische Felder I (Prüfungsnummer: 25201)

(englischer Titel: Electromagnetic Fields I)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet, 2.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019, 2. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Manfred Albach

Termin: 27.09.2018, 11:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 16.04.2019, 11:00 Uhr, Ort: H 7 TechF