Курс "Электродинамика"

В курсе изучаются физические явления, лежащие в основе эффекта излучения электромагнитных волн.

О курсе

В курсе изучаются физические явления, лежащие в основе эффекта излучения электромагнитных волн, источники электромагнитного излучения, их применение для расчета поля излучения всех типов антенн, выводятся и анализируются практически значимые расчетные формулы.

Курс Электродинамика посвящен изучению теории электромагнитных волн, процессов распространения электромагнитных волн в различных средах, направляющих системах и объемных резонаторах, изучению волновых явлений – возбуждению и излучению волн, отражению и преломлению на границе раздела сред, поглощению и рассеянию волн.

Курс содержит систематизированное изложение основных понятий теории электромагнитных волн, направляемых волн и направляющих систем, излучения электромагнитных волн, описание моделей и методов расчета напряженности поля электромагнитных волн различных диапазонов.

Формат

Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видео-лекций с субтитрами, анимационных видеофрагментов, изучение текстовых материалов с задачами, иллюстрирующими теоретические положения, самостоятельное решение задач, выполнение многовариантных тестовых заданий с анализом ответов и с рекомендациями обучающимся, выполнение виртуальных компьютерных лабораторных работ. Предусмотрено промежуточное контрольное тестирование по каждому разделу курса и итоговое контрольное тестирование по всему содержанию курса.

Соловьянова И.П., Наймушин М.П. Теория волновых процессов. Электромагнитные волны. Учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 132с.

Нефедов Е.И. Техническая электродинамика / Е.И. Нефедов. – М.: Академия, 2008. – 416 с.

Требования

Для успешного освоения курса «Электродинамика» необходимы знания курсов алгебры, геометрии, математического анализа, векторной алгебры и общего курса физики.

Программа курса

РАЗДЕЛ 1. Теория электромагнитных волн

Векторы электромагнитного поля. Параметры и классификация среды

Основные законы электромагнитного поля.

Уравнения Максвелла со сторонними токами и зарядами.

Плоские электромагнитные волны в неограниченных средах.

Отражение и преломление плоских волн на границе раздела двух сред.

РАЗДЕЛ 2. Направляемые волны и направляющие системы

Общие свойства направляемых волн

Металлические волноводы

Линии передачи с волнами типа Т и квази-Т

Линии поверхностных волн

Оптоволоконные линии

РАЗДЕЛ 3. Возбуждение направляемых волн и объемные резонаторы

Возбуждение электромагнитных волн в линиях передачи

Объемные резонаторы

РАЗДЕЛ 4. Излучение электромагнитных волн и элементарные излучатели

Неоднородные волновые уравнения Гельмгольца и их решение.

Элементарные электрический и магнитный излучатели, элемент Гюйгенса и их применение

Результаты обучения

В результате освоения дисциплины обучающийся будет способен:

  • применять теорию электромагнитного поля при решении прикладных задач в области электромагнитных волн;
  • проводить расчет и анализ характеристик электромагнитных волн в различных средах с учетом условий их распространения и возбуждения, а также влияния параметров среды;
  • применять методы математического анализа и моделирования волновых процессов для решения задач в области прикладной электродинамики

Формируемые компетенции

  • способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
  • способность выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ОПК-2);

Направления подготовки

11.00.00 Электроника, радиотехника и системы связи

12.00.00 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии

13.00.00 Электро- и теплоэнергетика

14.00.00 Ядерная энергетика и технологии

15.00.00 Машиностроение

16.00.00 Физико-технические науки и технологии

17.00.00 Оружие и системы вооружения

18.00.00 Химические технологии

19.00.00 Промышленная экология и биотехнологии

20.00.00 Техносферная безопасность и природообустройство

21.00.00 Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия

22.00.00 Технологии материалов

23.00.00 Техника и технологии наземного транспорта

24.00.00 Авиационная и ракетно-космическая техника

25.00.00 Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники

26.00.00 Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта

27.00.00 Управление в технических системах

28.00.00 Нанотехнологии и наноматериалы

29.00.00 Технологии легкой промышленности