Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik
Modulbeschreibung Master of Electrical and Microsystems Engineering
V1E: Angewandte Elektrodynamik (ED, Engineering Electromagnetics)
Lernziele:
Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, mit Hilfe von gängiger Software zur Lösung der elektromagnetischen Feldgleichungen (FEMLAB, MAXWELL, ANSYS) die Feldverteilung in praktisch realistischen elektrodynamischen Systemen zu bestimmen. Bei Simulationen statischer und dynamischer Felder in beliebig geformten dreidimensionalen Anordnungen sollen sie die Fähigkeit zu Entwurf und Optimierung elektromagnetischer Systeme erhalten.
Vorkenntnisse / Voraussetzungen:
Es werden Kenntnisse der Maxwellschen Gleichungen und ihrer wichtigsten analytischen Lösungen in den statischen und quasistatischen Näherungen vorausgesetzt. Grundkenntnisse der
Wellenausbreitung auf Leitungen und im Freiraum sind erforderlich.
Inhalte:
Es werden elektro- und magnetostatische Probleme im Hinblick auf Kapazitäts- und
Induktivitätsberechnungen sowie auf Kraftverhältnisse und Materialbelastung behandelt. Stationäre Strömungsfelder werden analysiert zur Widerstandsbestimmung und Untersuchung der thermischen Belastung. Stromverdrängung und Wirbelstromverluste werden auf der Basis der quasistationären Feldgleichungen quantitativ untersucht. Als Beispiele für Wellenausbreitungsprobleme werden Lechermoden und Hohlleitermoden berechnet. Exemplarisch zur Freiraumstrahlung werden Linearantennen berechnet bis hin zur numerischen Optimierung einer Uda-Yagi Antenne.
Literatur:
• William H. Hayt, Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill, Inc., NY, 1989.
• Matthew N. O. Sadiku: Elements of Electromagnetics, Oxford University Press, Oxford, 2001.
• Pascal Leuchtmann: Einführung in die elektromagnetische Feldtheorie, Pearson Education, München, 2005.
• Steven E. Schwarz: Electromagnetics for Engineers, Oxford University Press, Oxford, 1990.
Lehrveranstaltungsart:
Vorlesung und seminaristischer Unterricht an Rechnerarbeitsplätzen
Dauer: 4 SWS
Leistungspunkte: 5 CP gemäß ECTS
Berechnung: 14 x 3 Kontaktstunden; Nachbereitungszeit 14 x 3 h;
Arbeitszeit für Prüfungsvorbereitung 40 h; Prüfungsdauer 1,5 h; Summe 125,5 h Leistungsnachweise: schriftliche Klausur, 90 Minuten;
Zulassungsvoraussetzung:
erfolgreiche Teilnahme an den praktischen Übungen während der Lehrveranstaltungen Dozent: Prof. Dr. Roland Schiek
Häufigkeit des Angebots /Wiederholungsmöglichkeiten:
einmal pro Jahr im Sommersemester, Möglichkeit zur Prüfungsteilname in jedem Semester
