Course detail
Applied Electromagnetism
FEKT-BPA-AEMAcad. year: 2020/2021
The subject introduces students to the basics of applied electromagnetism, provides a basic physical view of selected studied phenomena and events and presents practical engineering uses explained by laws.
Language of instruction
English
Number of ECTS credits
5
Mode of study
Not applicable.
Guarantor
Learning outcomes of the course unit
The subject graduate will acquire the necessary basic knowledge in this area to study subjects related to the design of electrical and electronic structures, communication systems and other technologies.
Prerequisites
Knowledge at the level of secondary education and compulsory subjects completed by the student in the first year of study at FEEC are required. Emphasis is placed on knowledge of basic statistical methods, theoretical electrical engineering, signal processing and analogue technology. The work in the laboratory is subject to the valid qualification of an "educated worker" according to Vyhl. 50/1978 Coll., which students must obtain before starting lessons. Information on this qualification is provided in the Dean's Directive Familiarising students with safety regulations.
Co-requisites
Not applicable.
Planned learning activities and teaching methods
Not applicable.
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes
Not applicable.
Course curriculum
1. Physical interpretation of Maxwell equations, phenomena at the interface.
2. Equations for the potentials of a stationary electromagnetic field, formulation of marginal tasks, analytical solution of simple peripheral tasks.
3. Numerical modeling of the electromagnetic field.
4. Integral expressions for potentials, method of mirroring. Methods for calculating capacities, resistance and inductivity.
5. The energy of a stationary electric and magnetic field. Powers in electric and magnetic fields, uses.
6. Non-stationary electromagnetic field, energy balance of electromagnetic field, Poynting vector.
7. Electrical and magnetic surface phenomenon - physical nature, utilization.
Work placements
Not applicable.
Aims
Introduce students with the physical nature of selected electromagnetic phenomena significant in terms of further use in electrical engineering and with their description using Maxwell equations. The student is to acquire the capacity to quantitatively estimate the manifestations of electromagnetism (forces, energy, losses, etc.).), can solve simple tasks analytically, understands the principles of numerical methods used in field simulators, can use results of simulations (field knowledge) to determine parameters such as electrical resistance, inductivity, electrical capacity of the specified arrangement.
Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences
Not applicable.
Recommended optional programme components
Not applicable.
Prerequisites and corequisites
Not applicable.
Basic literature
Hayt, W. H.: Engineering Electromagnetics. 4th edition. McGraww-Hill, Inc. 1981, 527 p, ISBN 0-07-027395-2 (EN)
Sadiku, M.N.O.: Elements of Electromagnetics. Saunders College Publishing. London, 1994 (EN)
Sadiku, M.N.O.: Elements of Electromagnetics. Saunders College Publishing. London, 1994 (EN)
Recommended reading
Not applicable.
Classification of course in study plans
Type of course unit
Exercise in computer lab
24 hod., compulsory
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Úvod, seznámení s prostředím ANSYS Workbench, Metoda konečných prvků (MKP), Základní analýzy MKP v systému ANSYS, moduly Workbench, Maxwell, Multiphysics
2. Základní dvoudimensionální (2D), 2D rotačně symetrická a třídimensionální (3D) úlohy elektrotechniky, statická, harmonická, přechodová analýza
3. Elektrostatická 2D úloha - popis, sestavení, analýza, interpretace výsledků
4. Magnetostatická 2D úloha s vazbou na obvodové prvky, popis, sestavení, analýza, interpretace výsledků, diskuze nad numerickými chybami - přesnost řešení a jejich korekce, nástroje
5. Popis, ukázka a procvičení geometricky a matematicky složitější úlohy elektrotechniky, procvičení analýzy a používaných nástrojů systému ANSYS
7. Kategorizace a rozčlenění problematiky interpretací a vyhodnocování a využití výsledků, příklad, ukázka nástrojů a jejich předností v systému ANSYS
8. Seznámení s prostředím SOLIDWORKS, model export do systému ANSYS a sestavení MKP modelu. Tvorba jednoduchých 2D modelů v SOLIDWORK
2. Základní dvoudimensionální (2D), 2D rotačně symetrická a třídimensionální (3D) úlohy elektrotechniky, statická, harmonická, přechodová analýza
3. Elektrostatická 2D úloha - popis, sestavení, analýza, interpretace výsledků
4. Magnetostatická 2D úloha s vazbou na obvodové prvky, popis, sestavení, analýza, interpretace výsledků, diskuze nad numerickými chybami - přesnost řešení a jejich korekce, nástroje
5. Popis, ukázka a procvičení geometricky a matematicky složitější úlohy elektrotechniky, procvičení analýzy a používaných nástrojů systému ANSYS
7. Kategorizace a rozčlenění problematiky interpretací a vyhodnocování a využití výsledků, příklad, ukázka nástrojů a jejich předností v systému ANSYS
8. Seznámení s prostředím SOLIDWORKS, model export do systému ANSYS a sestavení MKP modelu. Tvorba jednoduchých 2D modelů v SOLIDWORK
Laboratory exercise
15 hod., compulsory
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Indukčnost cívek s uzavřeným magnetickým obvodem
2. Stínění ve stacionárním a v časově proměnném magnetickém poli
3. Kmitočtová závislost impedance reálné cívky
4. Magnetický povrchový jev ve vodivém jádře
5.Šíření vln, Lecherovo vedení.
2. Stínění ve stacionárním a v časově proměnném magnetickém poli
3. Kmitočtová závislost impedance reálné cívky
4. Magnetický povrchový jev ve vodivém jádře
5.Šíření vln, Lecherovo vedení.