Elektromagnetische Felder II (EMF II)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Electromagnetic Fields II)
(Prüfungsordnungsmodul: Elektromagnetische Felder II)

Lehrveranstaltungen:

• • Elektromagnetische Felder II
    (Vorlesung, 2 SWS, Klaus Helmreich, Di, 16:15 - 17:45, H16)
  • Übungen zu Elektromagnetische Felder II
    (Übung, 2 SWS, Gerald Gold, Mi, 12:15 - 13:45, H10; Übungsbeginn 26.10.)

Empfohlene Voraussetzungen:

EMF I und Vektoranalysis, z.B. aus der Mathematik-VL im Grundstudium

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Elektromagnetische Felder I (SS 2022)

Inhalt:

Im zweiten Teil der Vorlesung „Elektromagnetische Felder“ wird zunächst die Behandlung zeitunabhängiger Felder fortgesetzt mit Aussagen zu Arbeit und Energie von Ladungen, Strömen und Feldern sowie mit der Gegenüberstellung spezieller Aussagen für zeitunabhängige Felder mit den allgemeingültigen Beziehungen.

Beginnend mit dem Energietransport im elektromagnetischen Feld wird sodann der allgemeine Fall zeitlich veränderlicher Felder und deren Verhalten in oder an Materie behandelt.

Phänomene zeitveränderlicher Felder unter verschiedenen Bedingungen, wie Wellenerscheinungen und Wellenausbreitung in unterschiedlichen Medien an Grenzflächen und Materialübergängen, bilden den Hauptteil des zweiten Teils der Vorlesung.

In den Übungen wird der Stoff der Vorlesung durch die Anwendung auf konkrete wissenschaftliche und technische Problemstellungen und beispielartige Lösung von Standardproblemen vertieft. Weiteres Ziel der Übungen ist die Vorbereitung auf die schriftliche Prüfung.

Inhaltsübersicht:

• Zeitunabhängige Felder, Teil 2
  

• Energietransport im elektromagnetischen Feld
  

• Elektromagnetische Wellen in homogenen Medien
  

• EM-Wellen: Arten und Eigenschaften
  

• Kenngrößen von EM-Wellen und ihrer Ausbreitungsbedingungen
  

• EM-Wellen an Materialübergängen: Reflexion und Brechung
  

• EM-Wellen an Materialübergängen: Inhomogenitäten und reale Oberflächen

Lernziele und Kompetenzen:

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

• Drehmomente und Kräfte auf Ladungs- und Stromdichteverteilungen in homogenen und inhomogenen Feldern zu berechnen

• das Potential einer Ladungsverteilung durch Multipolentwicklung auszudrücken

• Ladungsdichte, Potential und elektrisches Feld an Leiteroberflächen zu beschreiben

• das Verfahren der Spiegelung bei der Berechnung elektromagnetischer Felder anzuwenden

• die Energie zeitunabhängiger Ladungs- und Stromdichteverteilungen sowie von Feldern zu berechnen

• den Energiefluß in elektromagnetischen Feldern über den Poynting-Vektor zu berechnen

• die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in homogenen verlustbehafteten Medien quantitativ zu beschreiben

• die Kenngrößen von Wellen und deren Ausbreitungsbedingungen sowie Verluste zu berechnen

• Feldstärken, Ausbreitungsrichtungen und Verluste bei Reflexion, Transmission und Brechung zu berechnen

• die Wellenausbreitung in inhomogenen Medien zu beschreiben.

Literatur:

• Skript zur Vorlesung

• Übungsaufgaben mit Lösungen

(beides über StudOn verfügbar)

• Bei EMF II handelt es sich um den zweiten Teil einer zweisemestrigen Kursvorlesung. Literaturempfehlungen sind daher bereits in den Unterlagen zu EMF I aufgeführt und beschrieben.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Artificial Intelligence (Master of Science)
   (Po-Vers. 2021s | TechFak | Artificial Intelligence (Master of Science) | Gesamtkonto | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Allgemeine Elektrotechnik | Elektromagnetische Felder II)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Vorlesung Elektromagnetische Felder II (Prüfungsnummer: 25301)

(englischer Titel: Lecture: Electromagnetic Fields II)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023, 2. Wdh.: WS 2023/2024

1. Prüfer:

Klaus Helmreich

Termin: 14.10.2022