Název:	Teoretická elektrotechnika - rozšiřující partie
Zkratka:	TER
Typ:	volitelný předmět přírodovědného základu
Způsob ukončení:	zkouška
Garanti:	Doc. RNDr. Antonín Kopal, CSc.

 
Anotace předmětu:

Předmět označený jako Teoretická elektrotechnika je na elektrotechnických fakultách veden jako elektromagnetické pole či elektromagnetismus, což také dobře odpovídá jeho náplni. V případě doktorského studia se jedná o doplnění a podstatné rozšíření stejnojmenného předmětu magisterského studia. Stručně je zopakováno elektrostatické a stacionární magnetické pole. Uvažují se různé typy látkového prostředí (isotropní - anisotropní, homogenní - nehomogenní, měkké - tvrdé) a vliv tohoto prostředí se důsledně popisuje ve dvou formách, jednak ve fyzikální formě polarizace či magnetizace, jednak v technické podobě vázaných nábojů a proudů. Poměrně podrobně se probírá i tvrdé prostředí. Přesně se zdůvodňují a popisují okrajové podmínky. Výklad je doplněn jak jednoduchými analyticky řešitelnými příklady, tak složitějšími úlohami vyžadujícími použití metody konečných prvků. Klíčovou částí je nestacionární elektromagnetické pole. Výklad se zaměřuje na odvození a aplikace Maxwelových rovnic. Tyto rovnice jsou v integrálním tvaru odvozeny zobecněním fyzikálních zákonů a pak převedeny na diferenciální tvar. I zde se uvažují různé typy látkového prostředí a odvozují okrajové podmínky. Nezanedbává se ani přenos energie. Jako prakticky velmi významný případ se uvádí kvazistacionární elektromagnetické pole a naznačují se široké možnosti jeho aplikací, kromě standardních elektrických obvodů či elektrických strojů je to např. piezoelektřina. Jako základní aplikace Maxwelových rovnic se probírají elektromagnetické vlny. Kromě obecného popisu rovinné vlny v bezeztrátovém prostředí se podle zaměření doktorandů pojednává o jejich šíření ve ztrátovém prostředí, rozebírá se odraz a lom pro různé typy rozhraní, včetně odvození Fresnelových vzorců pro bezeztrátové rozhraní a pojednání o skinefektu pro silně ztrátové prostředí. Dále se popisuje šíření vln ve vlnovodech a stojaté vlny v resonátorech. Pro lepší pochopení látky a příklad inženýrské aplikace se také probírají prvky s rozloženými parametry, zejména telegrafní rovnice, popis vedení pomocí dvoubranů, odrazy na konci vedení nebo v místě diskontinutiy parametrů, ztrátové vedení, přizpůsobování úseků vedení, čtvrtvlnné a půlvlnné vedení, praktické využití apod. Ve všech případech se výklad přizpůsobuje zaměření doktorandů, je doplněn praktickými příklady a doprovázen vhodnými experimenty.

 
Literatura:

Haňka, L.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, Praha, 1975

Stratton J.: Teorie elektromagnetického pole, SNTL, Praha, 1961 (český překlad)

Votruba V., Muzikář Č: Teorie elektromagnetického pole, NČSAV, Praha, 1961 (fyzikálně zaměřená, snadno pochopitelná učebnice, bohužel, není v soustavě SI)

Trnka Z.: Teoretická elektrotechnika, SNTL, Praha, 1972

 
Prerekvizity: Doporučeno: Vektorová analýza, bohužel v matematických přemětech doktorského studia tato část asi není.

 
Datum poslední změny: 17. 1. 2002