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Elektromagnetische Felder I (EMF I)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: Electromagnetic Fields I)
Modulverantwortliche/r: Klaus Helmreich Lehrende:
Klaus Helmreich
Start semester: |
SS 2019 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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
6. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
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:
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 4-5. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | NF Mechatronics | Elektromagnetische Felder I)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 4-5. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Elektromagnetische Felder I)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 4-5. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | NF Mechatronics | Elektromagnetische Felder I)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science): 4-5. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technisches Anwendungsfach (TAF) | NF Mechatronics | Elektromagnetische Felder I)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Pflichtmodule | Elektromagnetische Felder I)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Pflichtmodule | Elektromagnetische Felder I)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Elektromagnetische Felder I)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Allgemeine Elektrotechnik | Elektromagnetische Felder I)
- Medizintechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B5 - Kernmodule | Elektromagnetische Felder I)
- Medizintechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Modulgruppen B6 und B8.2 - Kompetenzfeld Gerätetechnik | Modulgruppe B8.2 - Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Elektromagnetische Felder I)
- Medizintechnik (Bachelor of Science): 4. Semester
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Bildgebende Verfahren | B5 Studienrichtung Bildgebende Verfahren (ET/INF) | Elektromagnetische Felder I)
- Medizintechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Kern- und Vertiefungsmodule der Kompetenzfelder | Studienrichtung Gerätetechnik | B8 Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Kernmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Elektromagnetische Felder I)
- Technomathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | NatFak | Technomathematik (Bachelor of Science) | Technisches Wahlfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Elektromagnetische Felder I)
- Technomathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | NatFak | Technomathematik (Bachelor of Science) | Technisches Wahlfach Medizintechnik | 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 2019, 1. Wdh.: WS 2019/2020, 2. Wdh.: SS 2020
1. Prüfer: | Klaus Helmreich |
- Termin: 26.09.2019, 13:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 16.10.2020, 11:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 07.04.2021, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
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