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
estimere opførslen af mere realistiske systemer inden for
elektroteknik. Udover den klassiske elektromagnetisme skal
studerende kunne regne på simple transmissionslinjekredsløb, som er
vigtige fx. indenfor højhastighed-digital elektronik og
mikrobølgeteknik. Derudover trænes samspillet mellem teoretiske
overvejelser, kvantitative udregninger vha. computer programmer
såsom Matlab/Python, samt 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 indenfor RF
systemer, antenneteknik og mikrobølgedesign.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Analysere og evaluere styret og ustyret elektromagnetiske
bølgeudbredelse.
- Anvende transmissionslinjeteori til at designe basale
kredsløb.
- Anvende elektrostatik-, magnetostatik- og induktionslove til at
analysere forenklede konfigurationer af ladninger, ledere,
dielektrikum og magnetiske materialer.
- Bruge deduktiv og induktiv ræsonnement i analyser af
elektromagnetiske systemer.
- Forklare og anvende vektoroperatorer på skalar- og vektorfelter
i rektangulære, cylindriske og sfæriske koordinatsystemer.
- Samle transmissionsledningskredsløb og bruge
vektornetværksanalysatorer til at vurdere dem.
- Relatere eksperimentelle observationer til teori.
- Brug elektromagnetisk 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,
impedanstilpasning, 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.
- 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.
Litteraturhenvisninger
Fawwas T. Ulaby and Umberto Ravaioli, Fundamentals of Applied
Electromagnetics, 8th Edition, Global Edition, ISBN-10 1292436735,
ISBN-13 9781292436739, Pearson Education, Limited (Marts 2022)
Bemærk: brug af Matlab/Python/Maple på egen PC vil være en fordel.
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.
Dette kursus giver eleverne kompetencer, der er relevante for
FN's Verdensmål, især #9 (Industri, innovation og
infrastruktur) #12 (Ansvarligt forbrug og produktion), #13
(Klimaindsats), #14 (Livet i havet) og #15 (Livet på land).
Sidst opdateret
02. maj, 2025