DE0106 Tehniskā elektrodinamika

Kods DE0106
Nosaukums Tehniskā elektrodinamika
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Doktora, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Jānis Semeņako, Romāns Kušņins
Kredītpunkti 7.0
Daļas 1
Anotācija Mūsdienās daudzās jomās (elektronikā, telekomunikācijas, IT, medicīnā, lauksaimniecībā u.c.) aizvien plašāk izmanto iekārtas un sistēmas, kurās būtisks elements ir elektromagnētiskos lauku un viļņu pielietojums.. Lai izprastu šādu iekārtu un sistēmu darbību, varētu tās veidot un projektēt ir nepieciešamas fundamentālas zināšanas elektromagnētiskā lauka teorijā, ko arī sniedz šis kurss, kurā tiek apgūti makroskopiskās elektromagnētiskā lauka teorijas pamatlikumi, pamatprincipi, teorēmas un analītiskās metodes, kuras plaši izmanto elektromagnētisma problēmu risināšanā. Kurss dod pietiekamas zināšanas, lai varētu veikt gan teorētiskus pētījumus, gan arī pielietot zināšanas dažādos elektrodinamikas teorijas pielietojumos, lai varētu strādāt ar sarežģītu elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūru..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Maksvela-Lorenca vienādojumi. Maksvela mikro- un makrovienādojumi brīvā telpā un vidēs 1 1 0 0
Vižu īpašības un vižu vienādojumi. Dielektriskās un magnētiskās caurlaidību tenzori 1 1 0 0
Viļņu izplatīšanās izotropās un anizotropās vidēs 1 1 0 0
Robežnosacījumi un nosacījumi uz virsmas 1 1 0 0
Elektromagnētiskā lauka avoti . elektriskie un fiktīvie magnētiskie lādiņi. Dualitātes princips 1 1 0 0
Diferenciālie un integrālie vienādojumi elektrodinamikā 1 0 0 0
Elektrodinamikas analīzes un sintēzes uzdevumi. Modeļi, tuvinājumi, pieņēmumi 1 0 0 0
Maksvela vienādojumi un vižu apraksts monohromatiskiem laukiem 1 1 0 0
Jaudas balansa vienādojumi laika formā un spektrālā formā 2 1 0 0
Viļņu vienādojumi lauka vektoru un potenciāliem laika formā dažādas vidēs 2 1 0 0
Viļņu vienādojumi lauka vektoru un potenciāliem spektrālā formā dažādas vidēs 2 1 0 0
Lorenca lemma. Integrālās sakarības laukiem 3 2 0 0
Izstarošanas likumi. Unitātes, apgriežamības un ekvivalences teorēmas 3 2 0 0
Lauku apraksts ar Grīna funkcijām. Skalārās Grīna funkcijas. Delta-funkcija 2 2 0 0
Grīna funkcijas aprēķins neierobežotai telpai Žordāna lemma un integrāļa aprēķins kompleksā plaknē 3 1 0 0
Elektriskā vektorpotenciāla kompleksās amplitūdas aprēķins neierobežotai telpai, izmantojot Grīna funkciju 2 2 0 0
Grīna funkciju izmantošana robežuzdevumu un ārējo uzdevumu risināšanai 2 2 0 0
Analītiskas metodes un ortogonālas funkcijas. Mainīgo atdalīšanas metode 1 1 0 0
Īpašvērtības un īpašfunkcijas.. Vektoru un funkcionālās telpas 1 1 0 0
Operatoru izteikšana matricu formā 1 1 0 0
Viļņu tipi un izplatīšanās slēgtos un valējos viļņvados. TEM viļņu metāliski, dielektriski, mikroslokšņu viļņvadi. Virsmas viļņi 4 5 0 0
Viļņu tipi TEM, metāliskos, dielektriskos, mikroslokšņu rezonatoros 4 2 0 0
Viļņvadu un rezonatoru ierosināšana 4 2 0 0
Kontūrintegrālu pielietojums. Rezīdiju aprēķins. Pielietojumi elektromagnētismā 2 4 0 0
Furjē transformācijas un to pielietojumi elektromagnētisko lauku aprēķinos 2 4 0 0
Fāzes ātrums, dispersija, grupas ātrums, signālu izplatīšanās 2 4 0 0
Elektromagnētisko viļņu difrakcija. Geometriskās optikas, fiziskālās optikas un ģeometriskās difrakcijas teorijas pamati 2 3 0 0
Heigensa principa matemātiskais formulējums. Freneļa un Fraunhopfera difrakcija. Geometriskās optikas tuvinājumi 4 2 0 0
Difrakcija uz ideāli vadoša cilindra. Risinājums ar mainīgo atdalīšanas metodi 2 1 0 0
Difrakcija uz bezgalīga magneto - dielektriska cilindra. Risinājumu analīze 2 1 0 0
Konsultācija. Diskusija Skaitlisko aprēķinu programmatūrās (MATLAB) pielietošana analītisko risinājumu skaitliskiem aprēķiniem 8 7 0 0
Konsultācija. Diskusija. Praktisko darbu mājas uzdevumu risinājumi un uzdevumu risinājumu analīze 8 22 0 0
Konsultācija. Referātu struktūras un izklāsta precizēšana. Referāta un prezentācijas gatavošana 2 40 0 0
Referāta izvērtēšana. Eksāmens. Prezentācija 2 0 0 0
Kopā: 80 120 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir sniegt teorētiskas zināšanas par metodēm, principiem un teorijām, kuras tiek pielietotas elektrodinamikas problēmu risināšanā ar analītiskām metodēm un dod zināšanas, kā izmantot matemātisko aparātu problēmu nostādnē un risināšanā, kā iegūt, analizēt un izprast rezultātus Studiju kursa uzdevumi: 1. Iemācīt klasificēt vides izmantojot to elektromagnētiskās īpašības un izvēlēties piemērotus fizikālos un matemātiskos modeļus , lai risinātu problēmas par elektromagnētisko lauku un viļņu savstarpēju iedarbību ar dažādām vidēm un ķermeņiem, viļņu uzvedību signālu pārvades sistēmas; 2. Iemācīt lietot fundamentālus principus, teorēmas aprēķinu pamatošanai un vienkāršošanai; 3. Iemācīt pielietot matemātisko aparātu teorētiskos aprēķinos un izmantot aprēķinos skaitliskās matemātikas programmatūru; 4. Iemācīt iegūtos rezultātus vizualizēt, interpretēt un skaidrot.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj pielietot galvenās metodes, teorēmas un principus, kurus lieto elektromagnētisku lauku un viļņu uzvedības analītiskam aprakstam - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās. Referāts. Eksāmens.
Spēj izvēlēties fizikālus un matemātiskus modeļus un problēmu risināšanas metodes, lai risinātu uzdevumus par viļņu izplatīšanos neierobežotās vidēs un pārvades iekārtās. - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās.
Spēj matemātiski aprakstīt dažādas (arī anizotropas) vides un izvēlēties piemērotāko Maksvela vienādojumu formu šo vižu aprakstam - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās. Referāts. Eksāmens.
Spēj formulēt un risināt uzdevumus par viļņu uzvedību apgabalos ar dažādiem ķermeņiem un robežām. Spēj izvēlēties un pamatot risināšanas metodi - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās.
Spēj formulēt uzdevumus un analītiski aprakstīt un aprēķināt laukus un to uzvedību un izplatīšanos dažādās viļņu pārvades sistēmās—brīvā telpā, TEM viļņu viļņvados, metāliskos, dielektriskos, slāņainos un metalo-dielektriskos viļņvados un rezonatoros - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās. Referāts. Eksāmens.
Prot lietot Grīna funkcijas elektromagnētisko viļņu izstarošanas uzdevumu risināšanai - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās.
Spēj izskaidrot ģeometriskās optikas, fiziskās optikas un ģeometriskās difrakcijas teorijas pamatus un zina kādos gadījumos pielietot attiecīgo teoriju - Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās. Eksāmens.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Mājasdarbi un diskusija praktiskajās nodarbībās - 20%
Referāts - 50%
Eksāmens - 30%
 
Priekšzināšanas Pilns matemātikas kurss bakalauriem, it īpaši zināšanas par vektoru algebru un vektoru analīzi. Elektromagnētisma pamatlikumi augstskolas fizikas kursa apmērā, teorēmas, principi iepriekšējo kursu apjomā.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 7.0 64.0 16.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]