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Elektromagnetische Felder II (EMF II)5 ECTS (englische Bezeichnung: Electromagnetic Fields II)
Modulverantwortliche/r: Klaus Helmreich Lehrende:
Klaus Helmreich
Startsemester: |
WS 2022/2023 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Elektromagnetische Felder II
(Vorlesung, 2 SWS, Klaus Helmreich, Di, 16:15 - 17:45, H16)
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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 GrundstudiumEs 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:
(beides über StudOn verfügbar)
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
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