Elektromagnetische Felder
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- Hildegard Kranz
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1 Springer-Lehrbuch Elektromagnetische Felder Theorie und Anwendung Bearbeitet von Heino Henke 5., erweiterte Auflage Buch. XVIII, 572 S. Kartoniert ISBN Format (B x L): 16,8 x 24 cm Gewicht: 971 g Weitere Fachgebiete > Technik > Energietechnik, Elektrotechnik > Elektrotechnik Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.
2 Inhaltsverzeichnis Zur Bedeutung der elektromagnetischen Theorie Einige mathematische Grundlagen Vektoralgebra Koordinatensysteme Vektoranalysis Differentiation Integration Gradient Divergenz Rotation Nabla-Operator RechnenmitdemNabla-Operator Zweifache Anwendungen des Nabla-Operators Integralsätze HauptsatzderIntegralrechnung WegintegraleinesGradientenfeldes Gauß scherintegralsatz Green scheintegralsätze Stokes scherintegralsatz NumerischeIntegration Dirac schedeltafunktion Vektorfelder,Potentiale Fragen zur Prüfung des Verständnisses Maxwell sche Gleichungen im Vakuum Feldbegriff Ladungen. Ströme Coulomb schesgesetz.elektrischesfeld SatzvonGauß Biot-Savart sches Gesetz. Durchflutungssatz Vierte Maxwell sche Gleichung Induktionsgesetz Verschiebungstrom. Maxwell s Gleichung
3 X Inhaltsverzeichnis 2.9 Maxwell sche Gleichungen EinteilungelektromagnetischerFelder Fragen zur Prüfung des Verständnisses Elektrostatische Felder I (Vakuum. Leitende Körper) Anwendung des Coulomb schen Gesetzes Anwendung des Satzes von Gauß ElektrischesPotential Potentiale verschiedener Ladungsanordnungen Laplace-,Poisson-Gleichung LeitendeKörper.Randbedingungen Spiegelungsmethode Kapazität.Teilkapazität Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Elektrostatische Felder II (Dielektrische Materie) Polarisation UnpolareDielektrika PolareDielektrika FeldeinespolarisiertenKörpers Makroskopische Beschreibung Dielektrische Verschiebung Einfluss auf die Maxwell schen Gleichungen. Stetigkeitsbedingungen SpiegelungandielektrischenGrenzflächen Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Elektrostatische Felder III (Energie. Kräfte) Energie einer Anordnung von Punktladungen Energie einer kontinuierlichen Ladungsverteilung KräfteaufKörperundGrenzflächen Kraftdichte Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Elektrostatische Felder IV (Spezielle Lösungsmethoden) EindeutigkeitderLösung SeparationderLaplace-Gleichung KartesischeKoordinaten Vollständige, orthogonale Funktionensysteme Zylinderkoordinaten.Zylinderfunktionen Fourier-Bessel-Entwicklung Kugelkoordinaten.Kugelfunktionen
4 Inhaltsverzeichnis XI 6.3 Konforme Abbildung Darstellung ebener Felder durch komplexe Funktionen Prinzip der konformen Abbildung. Beispiele Schwarz-Christoffel-Abbildung BeispielefürnumerischeSimulation EinfacheIntegral-Methode Einfache Differentiations-Methode (Finite Differenzen Methode) Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Stationäres Strömungsfeld Stromdichte.Kontinuitätsgleichung Leitfähigkeit. Ohm sches Gesetz. Verlustleistung ElektromotorischeKraft(EMK) Kirchhoff schesätze Grundlegende Gleichungen Relaxationszeit Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Magnetostatische Felder I (Vakuum) Anwendung des Durchflutungssatzes Anwendung des ersten Ampère schen Gesetzes Anwendung des Biot-Savart schen Gesetzes MagnetischesSkalarpotential Stromdurchflossene Leiterschleife. Magnetischer Dipol MagnetischesVektorpotential Vektorpotential im Zweidimensionalen (KomplexesPotential) Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Magnetostatische Felder II (Magnetisierbare Materie) Magnetisierung Diamagnetismus Paramagnetismus FeldeinesmagnetisiertenKörpers Makroskopische Beschreibung Ferromagnetismus MagnetischeFeldstärke Einfluss auf die Maxwell schen Gleichungen SpiegelunganpermeablenGrenzflächen Zusammenfassung
5 XII Inhaltsverzeichnis Fragen zur Prüfung des Verständnisses Magnetostatische Felder III (Induktivität. Energie. Magnetische Kreise) Induktivität MagnetischeEnergie KräfteaufKörperundGrenzflächen MagnetischeKreise Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Bewegung geladener Teilchen in statischen Feldern HomogeneselektrischesFeld ElektrostatischeLinsen HomogenesmagnetischesFeld Inhomogenes Magnetfeld (Magnetischer Spiegel) Fragen zur Prüfung des Verständnisses Zeitlich langsam veränderliche Felder Induktionsgesetz Transformator-EMK Bewegungs-EMK Lokale Formulierung (differentielle Form) Bemerkungen Grundlegende Gleichungen Herleitung der magnetischen Energie (Hystereseverluste) Diffusion magnetischer Felder durch dünnwandige Leiter ZylinderparallelzumMagnetfeld ZylindersenkrechtzumMagnetfeld SeparationderDiffusionsgleichung KartesischeKoordinaten Zylinderkoordinaten KomplexeZeiger(Phasoren) Skineffekt Numerische Lösung des Skineffektes im Rechteckleiter Abschirmung DünnwandigerKreiszylinder DickesBlech Wirbelströme (Induktives Heizen. Levitation. Linearmotor) Induktivität (Ergänzung) Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses
6 Inhaltsverzeichnis XIII 13. Zeitlich beliebig veränderliche Felder I (Erhaltungssätze) Ladungserhaltung Energieerhaltung.Poynting schersatz KomplexerPoynting schersatz Impulserhaltung. Maxwell scher Spannungstensor Feldbegriff(Anmerkungen) Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Zeitlich beliebig veränderliche Felder II (Homogene Wellengleichung) HomogeneWellengleichung EbeneWellen Feldpuls ZeitharmonischeWelle Energie.Impuls PolarisationdesFeldes Doppler-Effekt Rand-undStetigkeitsbedingungen ReflexionundBrechungebenerWellen Verschwinden der Reflexion. Totalreflexion DielektrischePlattealsWellenleiter Reflexion am metallischen Halbraum. Skineffekt Reflexion am ideal leitenden Halbraum. Parallelplattenleitung SeparationderHelmholtz-Gleichung Kartesische Koordinaten (Rechteckhohlleiter. Rechteckhohlraumresonator) Zylinderkoordinaten (Koaxialkabel. Rundhohlleiter. Dielektrischer Rundstab) Kugelkoordinaten(Kugelresonator) Numerische Berechnung der Felder auf der Parallelplattenleitung Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Zeitlich beliebig veränderliche Felder III (TEM-Wellenleiter) TEM-Wellen VerlustbehafteteLeitungen ZeitharmonischeVorgänge Eingangsimpedanz.Reflexionsfaktor VerlustloseLeitungenalsSchaltungselement Smith-Diagramm Einschwingvorgänge auf verlustfreien Leitungen
7 XIV Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Zeitlich beliebig veränderliche Felder IV (Inhomogene Wellengleichung. Strahlung) Inhomogene Wellengleichung. Retardierte Potentiale ElektrischerDipolstrahler Hertz scherdipol MagnetischerDipolstrahler Dünne Drahtantenne. λ/2-antenne Feld einer beliebig bewegten Punktladung Liénard-WiechertPotentiale HerleitungderFelder Gleichförmig bewegte Punktladung Schwingende Ladung (Hertz scher Dipol) Strahlung bei nicht-relativistischer Geschwindigkeit. Strahlungsdämpfung. Thomson-Streuquerschnitt Synchrotronstrahlung. Freier-Elektronen-Laser Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Streuung und Beugung von Wellen Fernfeldnäherung der Streuung StreuquerschnittundStreuamplitude IntegraldarstellungderStreuamplituden Streuung an einer dielektrischen Kugel. Rayleigh-Streuung Streuung an leitenden Körpern Physikalische-Optik-Näherung Streuung am leitenden Zylinder mittels Modenzerlegung Entwicklung ebener Wellen nach Zylinderwellen Elektrisches Feld parallelzurzylinderachse Elektrisches Feld senkrecht zur Zylinderachse Green schefunktionimfreienraum Skalare Beugungstheorie. Huygens sches Prinzip Helmholtz-Kirchhoff-Integral Kirchhoff schetheoriederbeugung Fraunhofer-Beugung an einer kreisförmigen Apertur Babinet sprinzip Fresnel-Beugung an einer scharfen Kante Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses
8 Inhaltsverzeichnis XV 18. Lineare, dispersive Medien Linearität.Kausalität Kramers-Kronig-Relationen Lorentz-Drude-Resonatormodell Dielektrika Leiter.Plasmen Ideale Leiter. Supraleiter EbeneWellenindispersivenMedien Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Anisotrope Medien VerlustfreieDielektrika Ausbreitung ebenerwellen OptischeAchsen UniachsialeKristalle Brechung am uniachsialen Halbraum StationäresPlasmaimMagnetfeld Faraday-Drehung GesättigteFerrite EinigeMikrowellenkomponentenmit Ferriten Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Spezielle Relativitätstheorie Michelson-Morley-Experiment. Lorentz-Transformation Lorentz-Transformation als Orthogonaltransformation Geschwindigkeit.Impuls.Kraft ElektromagnetischeVierervektoren TransformationelektromagnetischerFelder Feld einer gleichförmig bewegten Punktladung EbeneWelle.Doppler-Effekt.Lichtaberration MagnetismusalsrelativistischesPhänomen Zusammenfassung Fragen zur Prüfung des Verständnisses Numerische Simulation (Einführung) Momentenmethode Finite-Elemente-Methode Funktionale. Variation von Funktionalen FiniteElementeineinerDimension Finite ElementeinzweiDimensionen AllgemeineBemerkungen Finite-Differenzen-Methode.Zeitbereich
9 XVI Inhaltsverzeichnis Eindimensionale Wellengleichung. Stabilität. Genauigkeit.Gitterdispersion Diskretisierung der Maxwell schen Gleichungen Fragen zur Prüfung des Verständnisses Animationen im Internet Übersicht über Symbole und Einheiten Literaturverzeichnis Sachverzeichnis
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