Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Elektromágneses terek

    A tantárgy angol neve: Electromagnetic Fields

    Adatlap utolsó módosítása: 2011. március 16.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2014. június 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Kötelező tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHVA204   3/1/0/v 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Gyimóthy Szabolcs, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Veszely Gyula

    egyetemi tanár

    Szélessávú Hírközlés
    és Villamosságtan
    Tanszék

    Dr. Zombory László

    egyetemi tanár

    Dr. Magos András
    docens
    Dr. Pávó József

    docens

    Dr. Gyimóthy Szabolcs
    docens
    Reichardt András
    tanársegéd

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Matematika, Fizika, Jelek és rendszerek 1-2.
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    ((Alairas("BMETE90AX09", _)
    VAGY
    Alairas("BMETE922246", _))

    ÉS

    (Alairas("BMETE11AX02", _)
    VAGY
    Alairas("BMETE111821", _))

    ÉS

    (TárgyTeljesítve("BMEVIHVA109")
    VAGY
    TárgyTeljesítve("BMEVIEV1019")
    VAGY TárgyTeljesítve("BMEVIEV1014")
    VAGY TárgyTeljesítve("BMEVIEV1505")) )

    VAGY

    (Alairas()
    VAGY
    Alairas("BMEVIEV2018", _) )

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    Ajánlott a Jelek és rendszerek 1. tárgyból a kredit, továbbá a Jelek és rendszerek 2. tárgyból legalább az aláírás megléte.
    7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja az elektromágneses teret leíró egyenletek áttekintése, néhány megoldási módszer ismertetése, viszonylag egyszerűen tárgyalható fontos feladatok megoldása, a megoldások értelmezése és alkalmazása.
    8. A tantárgy részletes tematikája 1. Alapmennyiségek, alapösszefüggések
    Az elektromágneses tér forrásai, a teret leíró vektormezők, integrált mennyiségek.
    Elektromágneses tér és közeg kölcsönhatása: a térvektorok kapcsolata, az anyag elektromágneses paraméterei.
    A Maxwell-egyenletek integrális és differenciális alakja.
    Az elektromágneses tér folytonossági feltételei anyaghatáron.
    Az energiamérleg és a Poynting-vektor.
    Erőhatások az elektromágneses térben: Coulomb-törvény, Lorentz-erő.
    Az elektrodinamika felosztása.
    2. Elektrosztatika
    Az elektrosztatikus skalárpotenciál és a Laplace-Poisson egyenlet.
    Elektródák: a kapacitás fogalma, részkapacitások.
    Peremérték-feladatok, a Laplace-Poisson egyenlet egyértelmű megoldhatósága.
    A helyettesítő töltések módszere, töltéstükrözés.
    3. Elektromágneses terek numerikus számítása
    A végesdifferencia módszer.
    A Laplace-egyenlet variációs megfogalmazása, illetve gyenge alakja.
    A végeselem-módszer alapjai.
    Az integrálegyenletek módszere.
    4. Stacionárius áramlási, és mágneses tér
    Az áramlási tér alapegyenletei, elektrosztatikai analógia, az ellenállás fogalma.
    A stacionárius mágneses tér alapegyenletei, mágneses vektorpotenciál, Coulomb mérték, vektoriális Poisson-egyenlet.
    A Biot-Savart törvény.
    Az ön-, és kölcsönös induktivitás fogalma.
    Koncentrált paraméterű villamos hálózatok, Kirchhoff-egyenletek.

    5. Indukálási jelenségek

    Nyugalmi és mozgási indukció.

    6. Távvezetékek

    Elosztott paraméterű hálózatok, a távíró egyenlet.
    A Helmholtz-egyenlet és általános megoldása, haladó hullám, terjedési együttható, hullámimpedancia, fázissebesség, csoportsebesség.
    Lezárt távvezeték, reflexiós tényező, állóhullámarány.
    A távvezeték mint kétkapu és mint kétpólus, bemeneti impedancia.
    A távvezeték mint rezgőkör.
    7. Elektromágneses hullámok.
    Homogén hullámegyenlet, síkhullám megoldás, TEM módusú terjedés, a Poynting-vektor kifejezése, távvezeték analógia.
    Síkhullámok polarizációja, visszaverődése és törése.
    Síkhullám veszteséges szigetelőben, komplex permittivitás.
    Síkhullám vezetőben, behatolási mélység, áramkiszorítás, örvényáramok.
    8. Elektromágneses hullámok keltése
    Inhomogén hullámegyenlet, a Lorentz-mérték, retardált potenciálok, kvázistacionárius közelítés.
    A Hertz-dipólus: közel- és távoltér, teljesítményáramlás.
    Sugárzási ellenállás és karakterisztika, az antenna irányhatása és nyeresége.
    9. Hullámvezetők és rezonátorok
    Csőtápvonal: TE és TM módusok, határfrekvencia, határhullámhossz, téglalap keresztmetszetű csőtápvonal módusai.
    Nyitott hullámvezetők: mikroszalag-vonalak, dielektromos hullámvezetők.
    Optikai hullámvezetők szakaszonként állandó, illetve változó törésmutatóval.
    Üregrezonátorok: módusok, jósági tényező, energia ki- és becsatolása.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    - 3 óra/hét előadás évfolyamcsoportonként,

    - 1 óra/hét gyakorlat évfolyamcsoportonként,

    - 4 óra/félév számítógépes bemutató az előadás keretében.

    10. Követelmények

    a) A félévközi ellenőrzés rendje:

    A félév során két nagyzárthelyit íratunk, értékelésük 1-5 osztályzattal történik. Az aláírás megszerzésének feltétele, hogy a nagyzárthelyik átlaga legalább 2,00 legyen.

    b) Vizsga:

    A vizsga írásbeli és szóbeli részből áll. A szóbeli vizsgára bocsátás feltétele: az írásbelit legalább 45 %-ra eredményesen kell teljesíteni, ellenkező esetben a vizsga eredménye elégtelen.

    11. Pótlási lehetőségek

    Bármelyik meg nem írt vagy elégtelen eredményű nagyzárthelyi egy alkalommal pótolható, illetve javítható, ha eredménye elégtelentől különböző lett. Javítási kísérlet esetén a végleges osztályzatot minden esetben az utóbb megírt zárthelyi eredménye adja függetlenül attól, hogy az jobb vagy rosszabb lett, mint az eredetié. Aláíráspótlásra egyéb lehetőség nincs.

    12. Konzultációs lehetőségek A szorgalmi időszakban a tárgy oktatóinak heti fogadóóráján, a vizsgaidőszakban előre kijelölt napokon lehet konzultálni. A fogadóóra időpontja illetve a konzultáció helye és ideje a tanszéki hirdetőtáblán található.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Kötelező:

    Zombory László: Elektromágneses terek (elektronikus jegyzet).

    Ajánlott:

    Fodor György: Elektromágneses terek (jegyzet) 55019.

    Simonyi Károly, Zombory László: Elméleti villamosságtan, Műszaki Könyvkiadó, 2000.

    J. D. Jackson: Klasszikus elektrodinamika, Typotex Elektronikus Kiadó, 2004.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra20
    Felkészülés zárthelyire24
    Vizsgafelkészülés50
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Gyimóthy Szabolcs docens, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék