Anbefalede faglige forudsætninger for at deltage i modulet

Modulet bygger videre på viden opnået i grundlæggende kredsløbsteori, AC-kredsløbsteori, vektoranalyse (svarende til kurserne BIE1, Kredsløbsteori og dynamiske systemer)

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Formål:

• At lære de studerende teorien om elektriske og magnetiske og relaterede felter samt anvendelsen af disse teorier indenfor elektroteknikken.
• At lære de studerende teorien om transmissionsledninger samt om grundlæggende dynamisk feltteori, herunder udbredelse af plan elektromagnetiske bølge i forskellige medier. Desuden inddrages også anvendelsen af teorierne
• At lære de studerende EMC-begrebet samt praksis i forbindelse med dette fagområde.

Læringsmål

Viden

• elektriske og magnetiske størrelser og tilhørende enheder
• definitioner af elektriske og magnetiske felter
• Coulombs lov, Biot-Savarts lov, AmpŠres lov, Faradays lov,
• Gausses sætning for elektriske ladninger
• energi i elektriske og magnetiske felter
• kapacitet, selvinduktion, gensidig induktion
• ferromagnetiske materialer
• magnetiske kredsløb
• det elektrodynamiske princip
• momenter på strømførende sløjfer i magnetfelter
• Lorentz-kreaften, Laplaces lov, Ohms lov
• telegrafligningerne for et kabel
• bølgeligningen
• refleksioner opg terminering
• løsning af bølgeligningen i tidsdomænet
• løsning for sinusoidale signaler
• anvendelse af kompleks symbolsk notation
• forskellige kabelmodeller: tabsfri, kabler med tab, forvrængningsfri oa.
• beregning af kabeltab
• effektudbredelse på kabler
• refleksionstilpasning
• Smithkortet
• enkeltstubtilpasning
• kvartbølgetransformeren
• Maxwells ligninger
• løsning til Maxwells ligninger
• udbredelse af plan elektromagnetisk bølge
• transmissionledningsanalogi
• udbredelse i medier med tab
• afskærmming
• indtrængningsdybde, strømfortrængning
• modeller for medier
• tabsvinkel
• regning over grænser
• effektudbredelse
• skråt indfaldende bølge
• EMC-begrebet
• EMC-regulativer
• kablers koblingsimpedans
• skærmkablers knækfrekvens
• skærmede kablers egenskaber
• afkobling
• afskærmningsprincipper
• udstråling af felter fra forskellige kilder
• felttyper, nærfelt, fjernfelt, elektrisk og magnetisk
• EMC-filtre, ferritperler
• lysnetfiltre
• stelningsstrategier
• Strømforsyningsstrategier
• EMC i forbindelse digitale kredsløb
• sprektre for firkantsignaler

Færdigheder

• at beregne elektriske feltmønstre ud fra en ladningsfordeling
• at beregne det magnetiske felt omkring strømførende ledere
• at beregne kræfter i elektriske og magnetiske felter
• at beregne den oplagrede energi i spoler og kondensatorer
• at opstille et magnetisk kredsløbsdiagram og beregne størrelserne
• at foretage beregninger på den generiske elektrodynamiske model
• at beregne momenter på strømførende sløjfer i magnetfelter
• at omregne mellem primære og sekundære konstanter for et kabel
• at beregne refleksioner i tidsdomænet på en transmissionsledningsopstilling
• at beregne generaliseret impedans og refleksionskoefficient på et kabel
• at foretage en enkeltstubtilpasning
• at foretage tilpasning med en kvartbølgetransformator
• at beregne spændinger og strømme hen over en grænse mellem forskellige kabler
• at beregne elektriske og magnetiske felter over en grænseflade mellem medier
• at foretage et modelvalg for medier ud fra tabsvinkel
• at beregne elektriske og magnetiske felter for en skråt indfaldende bølge
• at beregne knækfrekvensen for et skærmkabel
• at beregne indhyllingskurven for spektret for et firkantsignal
• at beregne nærfeltsgrænsen for elektriske og magnetiske felter
• at beregne skærmeffektiviteten for et givet signal og en given skærm

Kompetencer

• at bestemme størrelse og retning for elektriske og magnetiske statiske felter ud fra en given konfiguration af ladninger og strømførende ledere
• at opstille et magnetisk diagram for en given konfiguration og bestemme de relevante størrelser samt foretage beregninger af signalerne
• at bestemme kræfter og momenter i magnetiske opstillinger
• at foretage beregninger af affekter og energier i reaktive komponenter og i elektriske og magnetiske filter
• at kunne fremstille et reflektionsdiagram og anvende det til at finde løsningen i tidsdomænet for en transmissionsledningsopstilling
• at kunne foretage beregninger for kabler med sinusoidale signaler herunder også under anvendelse af Smithkortet
• at kunne foretage en enkeltstubstilpasning vha Smithkortet
• at opstille en model til beregning af feltudbredelse i sammensatte medier af forskellig beskaffenhed (regning over grænser)
• at foretage effektberegninger på signaler på kabler
• at foretage effektberegninger på felter, der udbreder sig i medier
• at foretage en fornuftig vurdering af de forhold, der har indflydelse på et apparats EMC-egenskaber
• at danne sig et overblik over hvilke EMC-regulativer, der er relevante i forbindelse med apparatkonstruktion
• at foretage simple EMC-tests på apparater

Undervisningsform

Forelæsninger, opgaveregning, workshops, selvstudie

Eksamen

Prøver

Prøvens navn	Elektromagnetisme
Prøveform	Skriftlig eller mundtlig
ECTS	5
Bedømmelsesform	7-trins-skala
Censur	Intern prøve
Vurderingskriterier	Vurderingskriterierne er angivet i Universitetets eksamensordning