Detail předmětu

Applied Electromagnetism

FEKT-BPA-AEMAk. rok: 2024/2025

Předmět seznamuje studenty se základy aplikovaného elektromagnetismu, poskytuje základní fyzikální pohled na vybrané studované jevy a děje a uvádí praktické inženýrské využití vysvětlených zákonitostí. Absolvent předmětu získá v této oblasti potřebné základní znalosti pro studium předmětů souvisejících s návrhem elektrických a elektronických konstrukcí, komunikačních systémů a dalších technologií.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia a povinných předmětů, které student absolvoval v prvním roce studia na FEKT. Důraz je kladen na znalosti základních statistických metod, teoretickou elektrotechniku, zpracování signálů a analogovou techniku.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Učební cíle

Seznámit studenty s fyzikální podstatou vybraných elektromagnetických jevů významných z hlediska dalšího využití v elektrotechnice a s jejich popisem pomocí Maxwellových rovnic. Student má získat schopnost kvantitativního odhadu projevů elektromagnetismu (síly, energetické, ztráty apod.), umí řešit jednoduché úlohy analyticky, chápe principy numerických metod používaných v simulátorech polí, umí využít výsledky simulací (znalost polí) ke stanovení parametrů jako je např. elektrický odpor, indukčnost, elektrická kapacita zadaného uspořádání.

Základní literatura

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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    specializace BPA-PSA , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Cvičení na počítači

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Osnova

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

Laboratorní cvičení

15 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Osnova

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.