Enkeltfag Engelsk 10 ECTS

Anvendt elektromagnetisme

Overordnede kursusmål

Formålet med kurset er at give en introduktion til elektromagnetisme, således at de grundlæggende love der i kurset anvendes på idealiserede specialtilfælde, kan benyttes til at estimeres opførslen af mere realistiske systemer inden for elektroteknik. Udover den klassiske elektromagnetisme skal studerende kunne regne på simple transmissionsliniekredsløb, som er vigtige fx. indenfor højhastigheds digital elektronik og mikrobølgeteknik. Derudover trænes samspillet mellem teoretiske overvejelser, kvantitative udregninger vha. computer programmer såsom Matlab og måling i laboratoriet vha. standard instrumenter såsom fx oscilloskop, signalgenerator og netværksanalysator. Endelig tænkes kurset som det første af en række for studerende som planlægger en karriere fx inden for antenneteknik eller mikrobølgedesign.

See course description in English

Læringsmål

  • beskrive bølger og bølgeudbredelse matematisk i tidsdomænet såvel som med fasornotation, og oversætte mellem disse repræsentationer.
  • beregne udbredelses- og dæmpningskarakteristika i transmissionslinier ud fra fysiske parametre, såsom dimensioner og dielektricitetskonstanter.
  • bestemme spændinger, strømme, transmitteret effekt, osv. i kaskadekoblede transmissionsliniekredsløb med parallelbelastninger (fx stubbe), ved tidsharmoniske signaler.
  • give en matematisk beskrivelse af plane bølger i homogene medier og kende til begrebet polarisation.
  • bestemme refleksions- og transmissionskoefficienter for normalt og skråt indfald af plane bølger på plane, homogene ledere og dielektrika. Kende begreberne parallel og vinkelret polarisation ved skråt indfald og vælge relevante Fresnel refleksionskoefficient
  • forklare fundamentale antenneparametre som fx udstrålingsdiagram, forstærkning og direktivitet. Beregne indgangsimpedansen af grundlæggende antenner som fx Hertzdipol og halvbølgedipol.
  • forklare Friis’ transmissionsformel og beregne linkbudget for grundlæggende kommunikationssystemer.
  • kende feltstørrelserne der indgår i elektrostatik og de konstitutive parametre. Kende Coulumbs lov, Gauss’ lov og begreberne potential, kapacitans og polarisering.
  • benytte viden om det elektriske felts opførsel i ledere og dielektrika, og de tilsvarende grænsebetingelser til at udregne kapacitans i ideelle specialtilfælde.
  • kende feltstørrelserne der indgår i magnetostatik og de konstitutive parametre. Kende Biot-Savarts lov, Gauss’ lov for magnetisme og begrebet induktans.
  • benytte viden om det magnetiske felts opførsel omkring ledere og de tilsvarende grænsebetingelser til at udregne induktans i ideelle specialtilfælde.
  • benytte matematisk software fx Matlab til støtte ved beregninger. Anvende såvel dansk som engelsk elektroteknisk terminologi

Kursusindhold

– Maxwells ligninger
– Bølger og fasorer, frekvens, bølgetal, dæmpningskonstant, udbredelseskonstant.
– Transmissionslinier, transmissionslinie parametre (R’, L’, G’, C’), telegrafligningerne, karakteristisk impedans, refleksionskoefficient, transmissionskoefficient, standbølgeforhold, indgangsimpedans, effektflow, Smith kort, impedans tilpasning, kvartbølgetransformer, stubtilpasning.
– Koaksialkabel, to-tråds transmissionslinie, mikrostrip transmissionslinie.
– Plane bølger, intrinsisk impedans, udbredelseskonstant, linear, cirkulær, og elliptisk polarisation, refleksionskoefficient, parallel og vinkelret polarisation, Fresnel refleksionskoefficienter, Brewster vinkel, Poyntings vektor og power flow.
– Udstråling og antenner: udstrålingsdiagram, forstærkning, ledningsevne, indgangsimpedans, Hertzdipol, halvbølgedipol, Friis’ transmissionsformel, linkbudget
– Vektor analyse, gradient, divergens, rotation, cylinderkoordinater, kuglekoordinater.
– Elektrostatik, elektriske feltstørrelser, ladning og ladningstæthed, dielektricitetskonstant, Coulombs lov, Gauss’ lov, (elektrisk) potential, perfekte ledere, ledere med tab, isolatorer (dielektrika), polarisering, grænsebetingelser, kapacitans.
– Magnetostatik, magnetiske feltstørrelser, Biot-Savarts lov, Gauss lov for magnetiske felter, magnetiske materialer og permeabilitet, grænsebetingelser.
– Induktion, Faradays lov, Lenz’ lov, selvinduktans, gensidig induktans.
– Laboratoriemålinger, oscilloskop, signalgenerator, netværksanalysator.
– Matlab.

Anbefalede forudsætninger

01901/01920/30032/62732/62735, Basismat 1 – Indledende matematik for diplomingeniører,
Basismat 2 – Videregående matematik for diplomingeniører,
Elektroteknik,
Analog elektronik,
Videregående Matematik for Diplom Elektroteknologi

Undervisningsform

Klasseundervisning, grupperegning og hjemmeopgaver

Fakultet

Bemærkninger

For studerende med studiestart i februar er den vejledende placering i 4. (og ikke i 3.) semester. Læringsmålet om anvendelsen af såvel dansk som engelsk elektrotekniske terminologi skyldes kursets centrale position i Elektroteknologi-uddannelsen. Dansktalende studerende skal tilegne sig såvel den danske som den engelske elektrotekniske terminologi, mens ikke-dansktalende studerende skal tilegne sig den engelske elektrotekniske terminologi.
E-learning anvendes i form af on-line quizz (home assignments), web-based tools og digital eksamen.

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog

Engelsk

Varighed

13 uger

Institut

Space

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 30035
Kursustype Diplomingeniør
Pris

15.000,00 kr.

0 pladser tilbage

Tilmelding