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 |