Modulnummer:
| 11468
- Auslaufmodul
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Modultitel: | Theoretische Elektrotechnik - Elektrostatik |
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Theory of Electrical Engineering - Electrostatics
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Einrichtung: |
Fakultät 1 - MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik
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Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Gardill, Markus
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Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
Dauer: | 1 Semester |
Angebotsturnus: |
jedes Sommersemester
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Leistungspunkte: |
6
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Lernziele: | Elektromagnetische Felder bilden eine wichtige Grundlage nahezu aller technischen Anwendungen, die im Studiengang Elektrotechnik behandelt werden. Die Studierenden kennen zum einen die physikalische Natur elektromagnetischer Felder und ihre Wechselwirkung mit Materie, zum zweiten die für ihre Beschreibung geeigneten mathematischen Konzepte. Die Studierenden können die Herleitung der Maxwell-Gleichungen aus wenigen ausgewählten Grundbeobachtungen nachvollziehen und sie als Werkzeuge zur Modellierung und Simulation wichtiger elektromagnetischer Phänomene einsetzen. |
Inhalte: | - Mathematische Vorbereitungen: Differentiation von Vektorfeldern, Koordinatensysteme, Differentialoperatoren, Integration von Vektorfeldern, Dirac's Delta-Funktion, Helmholtztheorem, skalare Potentiale und Vektorpotentiale, Maxwell-Gleichungen
- Elektrostatik: Coulomb-Gesetz, elektrische Feldstärke, Feldgleichungen, Gauß-Gesetz, Leiter und Isolatoren, Randwertprobleme, elektrostatische Feldenergie, Kapazitätskoeffizienten, Multipolentwicklung des skalaren Potentials, Spiegelungsmethode, Lösung der Laplace-Gleichung durch Separationsansatz
- Magnetostatik: Strom, Stromdichte, Ampere-Gesetz, Biot-Savart-Gesetz, Feldgleichungen, Feldverhalten an Grenzflächen, Magnetostatische Feldenergie, Induktionskoeffizienten, Multipolentwicklung des Vektorpotentials
- Elektrodynamik: Induktionsgesetz, Feldgleichungen vor Maxwell, Kontinuitätsgleichung, Verschiebungsstrom, Maxwell-Gleichungen, Poynting-Theorem, Elektromagnetische Wellen im Vakuum, Hertzscher Dipol
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Empfohlene Voraussetzungen: | Kenntnisse:
- Modul 11107 Höhere Mathematik - T1
- Modul 11108 Höhere Mathematik - T2
- Modul 11206 Höhere Mathematik - T3
- Modul 33102 Elektrotechnik I: Gleichstromtechnik und Felder
- Modul 33103 Elektrotechnik II: Wechselstriomtechnik
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Zwingende Voraussetzungen: | |
Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 4 SWS
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Übung
/ 2 SWS
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Selbststudium
/ 90 Stunden
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Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - S. Blume, Theorie elektromagnetischer Felder (Hüthig Verlag, 1994)
- D.E. Bourne und P.C. Kendall, Vektoranalysis (Teubner Verlag, 1988)
- R.P. Feynman, R.B. Leighton und M. Sands, Vorlesungen über Physik: Elektromagnetismus und Struktur der Materie (Oldenbourg, 2000)
- T. Fließbach, Elektrodynamik: Lehrbuch zur Theoretischen Physik II (Springer, 2012)
- D.J. Griffiths, Elektrodynamik: Eine Einführung (Pearson Verlag 2011)
- S. Großmann, Mathematischer Einführungskurs in die Physik (Springer Verlag, 2012)
- H. Henke, Elektromagnetische Felder: Theorie und Anwendung (Springer Verlag, 2011)
- J.D. Jackson, Klassische Elektrodynamik (De Gruyter Verlag, 2014)
- W. Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik (Springer Verlag, 2004)
- E.M. Purcell und D.J. Morin, Electricity and Magnetism (Cambridge University Press, 2013)
- A. Zangwill, Modern Electrodynamics (Cambridge University Press, 2013)
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Modulprüfung: | Modulabschlussprüfung (MAP) |
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | |
Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
Teilnehmerbeschränkung: | keine |
Zuordnung zu Studiengängen: | -
Bachelor (universitär) /
Elektrotechnik /
PO 2014
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Abschluss im Ausland /
Heritage Conservation and Site Management /
keine PO
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Bemerkungen: | keine
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Veranstaltungen zum Modul: | - Vorlesung Elektromagnetische Felder
- Übung Elektromagnetische Felder
- Prüfung Elektromagnetische Felder
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Veranstaltungen im aktuellen Semester: | |
Nachfolgemodul/e: |
Auslaufmodul ab: 24.11.2017
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