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Theorie der Elektrotechnik

LV-Nummer:
 437.176 Stunden:
 3 Vo (Vorlesung) Semester:
 4. Sem. Institut:
 437 (``IGTE'' ) ECTS-Punkte:
 5.0 credits Vortragender:
 N.N. Lehrinhalt:
 Coulombsches Gesetz.
Elektrische Feldstärke und Skalarpotential; Wirbelfreiheit des elektrischen Feldes, Rotor, Gradient und der Spannungsbegriff.
Felder und Potentiale von Ladungsverteilungen; Quellen des elektrischen Feldes, elektrische Verschiebung, Divergenz; Influenz, Randbedingungen für die Feldstärke und das Potential, Oberflächenladungsdichte, Spiegelungsmethode; dielektrische Körper im Feld ruhender Ladungen, Polarisation, dielektrische Verschiebung, Randbedingungen an Grenzflächen, der Kapazitätsbegriff, Energie im elektrostatischen Feld, Kapazitäten und Teilkapazitäten, Zugang zur Elektrostatik mittels Variationsrechnung.
Kräfte im elektrostatischen Feld, virtuelle Verschiebung.
Der elektrische Strom, Stromdichten, Quellenfreiheit; Konvektionsstrom und Leitungsstrom, Ohmsches Gesetz und Leitfähigkeit; Grenzflächenbedingungen, Spiegelung; der Widerstandsbegriff, Verlustleistung.
Kraftwirkung zwischen unendlich langen Stromfäden im Vakuum, magnetische Feldstärke und das Vektorpotential; Quellenfreiheit der magnetischen Induktion, magnetischer Fluß; Wirbel des magnetischen Feldes, magnetische Erregung, Durchflutungsgesetz; das Biot-Savartsche Gesetz; Ferromagnetismus; Grenzflächenbedingungen, Spiegelungsprinzip; das magnetische Skalarpotential, Permanentmagnete; nichtlineare magnetische Medien; der Induktivitätsbegriff, Selbstinduktivität, Gegeninduktivität, Energie im magnetischen Feld, innere und äußere Induktivität; magnetische Kreise, magnetischer Widerstand, Kräfte im Magnetkreis, virtuelle Verschiebung.
Ruh- und Bewegungsinduktion; induzierte Spannung in ruhenden und bewegten Leiterschleifen; Wirbelströme; elektrisches Feld im sich bewegenden Koordinatensystem.
Die Kontiuitätsgleichung; Verschiebungsstromdichte; das allgemeine Durchflutungsgesetz.
Integrale und differentielle Form der Maxwellschen Gleichungen; das elektromagnetische Feld; Wellengleichung.
FEM-Demonstrationsbeispiele zu allen Kapiteln Lehrziel:
 Vermittlung der Grundgesetze des elektrostatischen Feldes, des elektrischen Strömungsfeldes, des stationären magnetischen Feldes, des quasistationären Feldes und schnell veränderlichen elektromagnetischen Feldes. Induktive Herleitung der Maxwellschen Gleichungen ausgehend von den grundlegenden Experimenten. Lehrmethode:
 Vorlesung Voraussetzungen:
 Grundlagen der Vektoralgebra und Vektoranalysis Studienbehelfe:
 Skriptum am Institut erhältlich. Lernsoftwarepakete EleFAnT2D und EleFAnt3D (Electromagnetic Field Analysis Tools) Prüfungsmodus:
 Schriftlich Anmerkungen:
 Bitte beachten Sie den Aushang am Institut

© 1997-2002: Dieter LUTZMAYR
Letzte Änderung am 27. Dezember 2001