Electromagnetic Field Theory I (TET1)

Registration

The course TET1 will take place in SoSe 2022 as face-to-face sessions, supported by digital elements via Microsoft Office 365 / Teams. To take part in the course you have to join the "Electromagnetic Field Theory I" team using the team code arcl8yh.

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Lehrveranstaltung

Übung zur Lehrveranstaltung

Lernziele

• Dieser Kurs lehrt die mathematischen und physikalischen Grundlagen der klassischen Elektro­dynamik und versetzt Studierende in die Lage, physikalische Beobachtungen in feld­theoretische Modelle umzusetzen.
• Studierende werden mit Anfangs­rand­wertaufgaben und Energie­bilanzen der Elektro­dynamik vertraut gemacht und erlangen einen Überblick über die Maxwellsche Theorie mit einer Vertiefung in statischen und stationären Feldern.

Inhalt

• Mathematische Grundlagen (Vektor­analysis, Differenzial­operatoren der Elektro­dynamik, partielle Differenzial­gleichungen, Nabla-Kalkül).
• Elektrostatik (Coulombsches Gesetz, Feldstärke, Arbeit, Skalarpotenzial, Spannung, Dipol und Dipol­moment, Drehmoment, Polarisation, Verschiebungsdichte, Suszeptibilität, Permittivität, Energie, Kapazität, Grenz­flächen­bedingungen, Rand­wert­probleme)
• Analytische Verfahren zur Lösung der Potenzialgleichung
• Stationäres elektrisches Strömungsfeld (Stromdichte, Kontinuitäts­gleichung, Leitfähigkeit, Ohmsches Gesetz, Grenz­flächen­bedingungen, Rand­wert­probleme)
• Magnetfelder stationärer Ströme (Kraftwirkung, Flussdichte, Durchflutungs­satz, Vektorpotenzial, Biot-Savartsches Gesetz, Strom­schleife, Dreh­moment, Dipol­moment, Mag­netisierung, Permeabilität, Erregung, Energie, Selbst- und Gegen­induktivätät, Grenz­flächen­bedinungen, Rand­wert­probleme)
• Induktionsgesetz (Ruhe- und Bewegungsinduktion, allgemeiner Fall)
• Verschiebungsstrom (Konsistenz von Durchflutungssatz und Kontinuitätsgleichung)
• vollständiges System der Maxwellschen Gleichungen (Poyntingscher Satz, Eindeutigkeitssatz)

Weitere Informationen

• Lehner, G.: Elektromagnetische Feldtheorie für Ingenieure und Physiker
• Cheng, D.K.: Field and Wave Electromagnetics
• Henke, H.: Elektromagnetische Felder - Theorie und Anwendung
• Sadiku, N.O.: Elements of Electromagnetics
• Nolting, W.: Grundkurs Theoretische Physik, Bd. 3
• Jackson, J.J.: Klassische Elektrodynamik
• Simonyi, K.: Theoretische Elektrotechnik
• Feynman, R.P. Leighton, R.B., Sands, M: Vorlesungen über Physik, Bd. 2