Elektromagnetische Felder II

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Vorlesung

Dozent
Prof. Dr.-Ing. M. Albach
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Wintersemester
Voraussetzung
vorheriger Besuch der Vorlesung Teil I
Literatur
Skript zur Vorlesung
Formelsammlung
Ablauf
Planung der Vorlesung und Übung

Der zweite Vorlesungsteil beginnt mit einem Abschnitt über Lösungsverfahren (Spiegelung, Separation der Variablen). Dieses Kapitel nimmt insofern eine Sonderstellung ein, als es im Wesentlichen um einfache mathematische Verfahren geht, die als Bindeglied zwischen theoretischer Erkenntnis und praktischer Umsetzung bei der Lösung technischer Probleme dienen. Im Anschluss daran wird der allgemeine Fall der zeitlich veränderlichen Felder mit Skineffekt- und Wellenerscheinungen behandelt.

  1. Elementare Lösungsverfahren
    1. Spiegelungsverfahren
    2. Einführung in die Potentialtheorie
  2. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
    1. Grundlagen
    2. Skineffekterscheinungen
    3. Wellenerscheinungen
  3. Anhang

Übung

Dozent
Wissenschaftliche Mitarbeiter des Lehrstuhls
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Wintersemester
Voraussetzung
gleichzeitiger Besuch der Vorlesung Teil II
Literatur
Skript zur Vorlesung
Formelsammlung

Der Stoff der Vorlesung Elektromagnetische Felder wird durch die beispielhafte analytische Lösung von Standardproblemen vertieft. Das Ziel der Übungen besteht darin, mit der Methodik zum Auffinden mathematischer Ansätze für konkrete Probleme vertraut zu werden.

Die Auswahl der Beispiele orientiert sich im ersten Teil im Wesentlichen an der gezielten Übung bestimmter Kapitel aus der Vorlesung, d.h. am Kennenlernen der mathematischen Vorgehensweise. Im zweiten Teil werden zunehmend Beispiele im Hinblick auf deren praktische Bedeutung ausgewählt.

Ein Teil jedes Übungstermins wird in Form eines Tutoriums gehalten: Ein oder zwei kurze Aufgaben aus dem aktuellen Vorlesungsstoff werden ausgeteilt, die in der zur Verfügung stehenden Zeit selbständig gelöst werden sollen. Als Ansprechpartner bei Problemen stehen in dieser Zeit Mitarbeiter des Lehrstuhls zur Verfügung. Teilweise wird dabei auf frühere Prüfungsaufgaben zurückgegriffen.

Hauptseminar EMF

Dozent
Dr.-Ing. H. Roßmanith
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Sommersemester
Voraussetzung
vorheriger Besuch der Vorlesung Teil I und Teil II
Literatur
Skript zur Vorlesung
begleitende Arbeitsblätter
Anmeldung zum Seminar
bei Herrn Dr.-Ing. H. Roßmanith,
im Sekretariat des Lehrstuhls
oder in der Vorbesprechung

Ablauf eines Seminars

In der Vorbesprechung werden die einzelnen Vortragsthemen an die Seminarteilnehmer vergeben. Die Vorträge selbst beginnen ca. 5 Wochen später. Wochentag, Uhrzeit und Raum werden in der Vorbesprechung festgelegt. Zusätzlich zum Vortrag soll ein Skript aus ca. 10 Seiten angefertigt und an die Seminarteilnehmer ausgeteilt werden. Ca. 15 Folien können in der zur Verfügung stehenden Zeit präsentiert werden. Hand- oder maschinengeschriebene konventionelle Folien oder mit einem Präsentationsprogramm erstellte und präsentierte Seiten sind möglich. Ein Overheadprojektor und ein Notebook mit Beamer stehen dafür zur Verfügung.

Ein benoteter Schein wird für die aktiven Seminarteilnehmer ausgegeben. Um ihn zu erhalten, ist die Anwesenheit bei allen Vorträgen Pflicht.

Zur Bewertung des Seminarbeitrags werden folgende Punkte herangezogen:

  • Inhalt und Verständnis
  • Aufbau und Zeiteinteilung
  • Folien
  • Vortragsstil
  • Vortragsskript

Hauptseminar Numerische Berechnung EMF

Dozent
Dr.-Ing. H. Roßmanith
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Sommersemester
Voraussetzung
vorheriger Besuch der Vorlesung Teil I und Teil II
Literatur
Skript zur Vorlesung
begleitende Arbeitsblätter
Versuchsbeschreibungen
Anmeldung zum Seminar
bei Herrn Dr.-Ing. H. Roßmanith,
im Sekretariat des Lehrstuhls
oder in der Vorbesprechung

Ablauf eines Seminars

In der Vorbesprechung werden die einzelnen Vortragsthemen an die Seminarteilnehmer vergeben. Die Vorträge selbst beginnen ca. 5 Wochen später. Wochentag, Uhrzeit und Raum werden in der Vorbesprechung festgelegt. Zusätzlich zum Vortrag soll ein Skript aus ca. 10 Seiten angefertigt und an die Seminarteilnehmer ausgeteilt werden. Ca. 15 Folien können in der zur Verfügung stehenden Zeit präsentiert werden. Hand- oder maschinengeschriebene konventionelle Folien oder mit einem Präsentationsprogramm erstellte und präsentierte Seiten sind möglich. Ein Overheadprojektor und ein Notebook mit Beamer stehen dafür zur Verfügung.

Ein benoteter Schein wird für die aktiven Seminarteilnehmer ausgegeben. Um ihn zu erhalten, ist die Anwesenheit bei allen Vorträgen Pflicht.

Zur Bewertung des Seminarbeitrags werden folgende Punkte herangezogen:

  • Inhalt und Verständnis
  • Aufbau und Zeiteinteilung
  • Folien
  • Vortragsstil
  • Vortragsskript

Inhalt

Feldanalyse mit dem Boundary-Element-Verfahren
Unter gewissen Bedingungen ist es möglich, aus Feldwerten an Randpunkten das Feld im Innern eines Gebiets zu berechnen. Diese Eigenschaft hat zu einem numerischen Feldberechnungsverfahren geführt, das unter der Abkürzung BEM (engl.: Boundary Element Method) bekannt ist. Wie es funktioniert und was es dabei zu beachten gilt, soll im Seminar dargestellt werden.

Die Vorträge sollen umfassen:

  • Überblick,Einsatzgebiet und geschichtliche Entwicklung
  • Theorie: Herleiten der Integralgleichungen
  • Diskretisierung: Basisfunktionen, Wahl der Unbekannten
  • Aufbau eines linearen Gleichungssystems
  • Analytische/numerische Integration bei Matrixelementen
  • Lösungsverfahren für das lineare Gleichungssystem
  • Auswerten der Ergebnisse: Feldwerte, integrale Größen
  • Feldlinienberechnung: Integrationsverfahren

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