_0. Uvod v elektromagnetno valovanje

V uvodnem poglavju bomo na kratko pregledali vsebino predmeta in vsebino povezali z dosedanjim znanjem.

_0.1. Dva dela vsebine

• Celotno vsebino grobo delimo na dva dela:
  • Ravni val v različnih medijih
  • Linije

_0.2. Cilj predmeta

Osnovni cilj predmeta je inženirsko razumevanje inženirsko zanimivih pojavov v zvezi z elektromagnetnim valovanjem, podprto z matematičnim opisom.

• Inženirsko razumevanje
• Inženirsko zanimivi pojavi

_0.3. Kaj povedo Maxwellove enačbe

Intuitivna predstava o Maxwellovih enačbah je za nas bistvena. Celotna vsebina predmeta je pravzaprav reševanje Maxwellovih enačb pri inženirsko zanimivih pogojih.

• Kdaj se pojavi elektromagnetni val

Vakuum, Q - en sam naboj.

1. (mirovanje)
2. (hitrost)
3. (pospešek)

• Kaj določa elektromagnetni val

1. Izvor
2. medij(material) (povezava)

Snov

1. Teoretično izhodišče: Maxwellove enačbe

Stran je v delu Poglavje je potrebno še preurediti v članke

Kot izhodišče pedpostavimo veljavnost Maxwellowih enačb, ki jih nato rešujemo za inženirsko zanimive primere.

• 1.1. Maxwellove enačbe
  • Matematični povzetek dela mnogih znanstvenikov s področja elektrotehnike, objavil leta 1873.
  • Zapis Maxwellovih enačb časovni domeni v diferencialni obliki
  • Dodani enačbi: kontinuitetna enačba in Lorentzova sila
  • Oznake in nastopajoče količine

• 1.2. Vektorji, diferencialni operatorji in brezkoordinatna definicija nable

Maxwellove enačbe so parcialne diferencialne enačbe za vektorje. Matematične formulacije želimo povezat z elektrotehniško intuicijo.

• • Skalarno in vektosrsko polje
  • Brezkoordinatne definicije gradienta, rotorja in divergence
  • Operator nabla

• 1.3. Konstitutivne enačbe - klasifikacija medijev
• 1.4. Harmonično polje, kompleksna domena in kompleksna oblika Maxwellovih enačb
• 1.5. Valovna enačba in valovne funkcije za harmonično polje za medij LIH

2. Ravni val

Določili bomo osnovne lastnosti ravnega vala in njegove lastnosti kot so prenos moči, polarizacija ipd.

• 2.1. Rešitev valovne enačbe ravnega vala
• 2.2. Val v idealnem dielektriku, (σ=0)
• 2.3. Pretok moči ravnega vala: Poyntingov vektor
• 2.4. Polarizacija elektromagnetnega polja
• 2.5. Ravni val v izgubnem dielektriku, (σ≠0)
• 2.6. Skupinska hitrost EMV
• 2.7. Homogen ravni val v izolantu in prevodniku
• 2.8. Ravni val v anizotropnem mediju

3. Lom in odboj homogenega ravninskega vala

Spoznali bomo vzroke in zakonitosti loma in odboja ravnega vala.

• 3.1 Razlogi in pogoji loma in odboja emv
• 3.2. Mejni pogoji loma in odvoja emv
• 3.3. Odbojni zakon emv
• 3.4. Lomni zakon emv
• 3.5. Odboj in lom za poljske vektorje
• 3.6. Popolni odboj emv

4. Valovodi

• 4.1. Uvod
• 4.2. Valovona enačba za valovode
• 4.3. Val TEM v valovodni strukturi
• 4.4. Val TEM v koaksialnem kablu brez izgub
• 4.5. Valovodni rodovi
• 4.6. Valovodni rodovi v koaksialnem kablu brez izgub
• 4.7. Val v okroglem valovodu brez izgub
• 4.8. Val v pravokotnem valovodu
• 4.9. Val v optičnem vlaknu
• 4.10. Izgube v valovodih

5. Linije

• 5.1. Uvod
• 5.2. Telegrafski enačbi
• 5.3. Analiza linije v časovnem prostoru (klasična analiza)
• 5.4. Analiza linije z Laplaceovo transformacijo
• 5.5. Grafične metode analize linij
• 5.6. Izmenična analiza linij
• 5.7. Smithov diagram in ubiranje

Literatura

Predavanja

• ISBN 961-6371-29-0

Vaje

• ISBN 961-243-006-3

Zbirka rešenih vaj (Založba FE in FRI) vsebuje 126 rešenih nalog s poteki reševanja, komentarji, nasveti in oznakami težavnosti iz izbranih poglavij elektromagnetnega valovanja. Pokriva snov pisnega dela izpita, to je kolikvijev in pisnih izpitov pri predmetu Elektromagnetno valovanje.

Vsako poglavje je opremljeno s kratkim uvodom, pojasnili osnovnih pojmov ter poteki težjih vaj. V dodatku je spisek matematičnih predznanj, potrebnih za sledenje predlaganim rešitvam.

Seznam komentarjev in napak prinaša opažene napake in komentarje k nekaterim rešitvam. Večino napak je tipkarskih in jih je mogoče odpraviti iz konteksta (glede na ostalo reševajne), nekatere pa lahko zavajajo k napačnemu razumevanju. Tabelo redno dopolnjujem glede na svoja in vaša opažanja (vaje, forumi, elektronska pošta). Kakršnekoli pripombe so dobrodošle in bodo v okviru možnosti upoštevane pri naslednji izdaji zbirke rešenih vaj.

E-študij

• Zbirka