Theoretische Elektrotechnik I: Zeitunabhängige Felder

Transkript

1 I: Zeitunabhängige Felder Prof. Dr. sc. techn. Christian Schuster Vorlesungsübersicht - Sommersemester 2016 [Bilder: TET, TUHH] Introduction to EDC 1

2 Um was geht es in der TET? TET = = Netzwerk- und elektromagnetische Feldtheorie (früher) = Elektromagnetische Feldtheorie (heute) Maxwellsche Feldtheorie Die Maxwellsche Feldtheorie bzw. deren Gleichungen beschreiben das Verhalten elektromagnetischer Felder auf makroskopischer Ebene. Ihre Berechnung, Bewertung und Bemaßung sind die Aufgaben der theoretischen Elektrotechnik. Vorlesungsübersicht - Sommersemester

3 Vorlesungsplanung Vorlesungswoche Vorlesungsstoff bzw. Themen Kapitel Skript Kapitel Henke 1 Einführung, Übersicht, Wiederholung Maxwell-Gleichungen (MG) in integraler Form MG in differentieller Form und erste Folgerungen MATLAB: Einführung und Umgang mit Feldern , 2.9, 2.10, 4.3, 7.6, Grundbegriffe und Definitionen der Elektrostatik Grundproblem der Elektrostatik, wichtigste Lösungsmethoden Teilkapazitäten, konforme Abbildungen , MATLAB: Visualisierung und Berechnung elektrostatischer Felder 9 Separation der Variablen in verschiedenen Koordinatensystemen MATLAB: Finite Differenzen Methode in der Elektrostatik Magnetostatik, Magnetisierung, Analogie zur Elektrostatik Elektrisches Strömungsfeld, Analogie zur Elektrostatik Magnetfelder stationärer Ströme, Durchflutungsgesetz , Mag. Vektorpotential, Biot-Savart-Gesetz, Poynting-Vektor Klausurvorbereitung Vorlesungsübersicht - Sommersemester

4 Vorlesungsziele Die Studierenden können die grundlegenden Formeln, Zusammenhänge und Methoden der Theorie zeitunabhängiger elektromagnetischer Felder erklären. Sie können das prinzipielle Verhalten von elektrostatischen, magnetostatischen und elektrischen Strömungsfeldern in Abhängigkeit von ihren Quellen erläutern. Sie können die Eigenschaften elektromagnetischer Felder mit Hilfe des Superpositionsprinzips auf Basis einfacher Feldlösungen beschreiben. Sie können einen Überblick über die Anwendungen zeitunabhängiger elektromagnetischer Felder in der elektrotechnischen Praxis geben. Des Weiteren können die Studierenden eine Reihe von Verfahren zur Lösung der integralen und differentiellen Form der Maxwellgleichung für allgemeinere Feldprobleme anwenden. Sie können einschätzen, welche prinzipiellen Effekte gewisse zeitunabhängige Feldquellen erzeugen und können diese quantitativ analysieren. Sie können abgeleitete Größen zur Charakterisierung elektrostatischer, magnetostatischer und elektrischer Strömungsfelder (Kapazitäten, Induktivitäten, Widerstände usw.) aus den Feldern ableiten und für die Anwendung in der elektrotechnischen Praxis dimensionieren. Vorlesungsübersicht - Sommersemester

5 MATLAB-Vorlesungen In der vierten, achten und zehnten Vorlesungswoche werden die Vorlesungen interaktiv unter Einsetzung von MATLAB gestaltet. Zu diesen Vorlesungen müssen die Studierenden individuell oder in Gruppen von max. Zweien einen tragbaren Rechner mit MATLAB mitbringen. Hinweise zur Installation und den Lizenzbedingungen an der TUHH finden sich unter: Vorlesungsübersicht - Sommersemester

6 Empfohlene Literatur Vorlesungsübersicht - Sommersemester

7 Alternative Literatur Vorlesungsübersicht - Sommersemester

8 Weiterführende Literatur Vorlesungsübersicht - Sommersemester