PROBLEMY Z TEORII POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
II ROK
1. Prawo Gaussa i Stokes’a w zastosowaniu teorii pola elektromagnetycznego (podać przykłady) 2. Podać różniczkową postać równań Maxwella i ich interpretację 3. Podać całkową postać równań Maxwella i ich interpretację
4. Warunki graniczne: opis, rodzaje, interpretacja
5. Metody numeryczne rozwiązywania problemów brzegowych w zagadnieniach polowych: podstawy, krótki opis
6. Metoda różnic skończonych - założenia, wyprowadzenie podstawowych zależności dla równania Poissone’a
7. Opisać metodę różnic skończonych w zastosowaniu do obliczania pola wokół obiektu o zadanym potencjale
8. Podział ośrodków materialnych, opis i charakterystyka właściwości 9. Opisać naturę prądu przewodzenia, przesunięcia, konwekcji
10. Podać i zinterpretować równania Poissone’a i Laplace’a. Podać przykłady wykorzystania tych równań 11. Podać i zinterpretować prawo Jule’a - Lenza w postaci różniczkowej 12. Podać definicję i opisać pojęcie: “Dywergencja pola wektorowego” dla wybranego układu współrzędnych 13. Rodzaje i klasy równań różniczkowych stosowanych przy opisie pól elektromagnetycznych 14. Podać definicję i opisać pojęcie: “Rotacja pola wektorowego” dla wybranego układu współrzędnych 15. Metoda rozdzielenia zmiennych - zastosowanie na przykładzie rozwiązania równania Laplace’a w układzie kartezjańskim na płaszczyźnie
16. Zestawić i scharakteryzować wielkości występujące w obwodach elektrycznych i magnetycznych 17. Podać definicję i opisać pojęcie: “Strumień pola wektorowego” dla wybranego układu współrzędnych 18. Wyznaczyć rozkład pola elektrostatycznego wokół ładunku punktowego 19. Podać analogie pomiędzy polem elektrycznym prądu stałego i polem elektrostatycznym 20. Zdefiniować współczynniki potencjałowe własne i wzajemne oraz wyjaśnić ich sens w aspekcie obliczania pojemności
21. Podać podstawowe zależności opisujące pole elektrostatyczne 22. Podać algorytm wyznaczania pojemności linii dwuprzewodowej
ε
α
23. Wykazać, że w polu elektrostatycznym, na granicy dwóch ośrodków, zachodzi związek: 1
1
= tg
ε
α
tg
2
2
24. Wyznaczyć pojemność linii jednoprzewodowej zawieszonej nad ziemią wykorzystując do tego celu metodę odbić zwierciadlanych
25. Opisać przepływ ładunków elektrycznych przez gaz
26. Algorytm wyznaczania pojemności uwarstwionego kondensatora płaskiego 27. Wyznaczanie pojemności kondensatora walcowego
28. Podstawowe prawa opisujące pole przepływowe prądu stałego
29. Opisać sposób i wyprowadzić zależności niezbędnych do obliczenia rezystancji uziomu kulistego γ
α
30. Wykazać, że w polu przepływowym, na granicy dwóch ośrodków, zachodzi związek: 1
1
= tg
γ
α
tg
2
2
31. Zdefiniować pojęcia: indukcyjność wewnętrzna i zewnętrzna, oraz podać algorytm ich wyznaczania 32. Podać i opisać prawa Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych
µ
α
33. Wykazać, że w polu magnetostatycznym, na granicy dwóch ośrodków, zachodzi związek: 1
1
= tg
µ
α
tg
2
2
34. Opisać siły i energię występującą w polu magnetostatycznym
35. Prawo przepływu w zastosowaniu do wyznaczania natężeni pola magnetycznego na zewnątrz przewodu wiodącego prąd
36. Zdefiniować pojecie potencjału magnetycznego i podać metody jego wyznaczania 37. Zdefiniować pojęcia: indukcyjność własna i wzajemna oraz podać algorytm ich wyznaczania 38. Wyznaczyć pole magnetyczne i indukcyjność przewodów nieskończenie długich 39. Scharakteryzować własności magnetyczne ciał i opisać proces magnesowania ferromagnetyków 40. Algorytm wyznaczania pola magnetycznego we wnętrzu cewki solenoidalnej 41. Opisać zjawisko indukcji elektromagnetycznej
42. Podać i scharakteryzować prawo Ohma i prawa Kirchhoffa dla obwodów magnetycznych 43. Fala płaska - definicja, charakterystyka
44. Opisać zjawisko wnikania fali elektromagnetycznej do przewodnika 45. Wyprowadzić zależności opisujące wektor Poytinga
46. Równania pola elektromagnetycznego w środowisku przewodzącym 47. Zdefiniować i opisać pojęcie impedancji falowej przewodnika 48. Podać różnice między impedancją falową w dielektryku i przewodniku i obliczyć jej wartość dla powietrza
49. Podać i scharakteryzować kryterium rozróżnienia przewodników i dielektryków w aspekcie analizy pola elektromagnetycznego
50. Scharakteryzować zachowanie się fali elektromagnetycznej na granicy ośrodków 51. Dipol Hertza - co to jest i do czego służy?
52. Scharakteryzować pole elektromagnetyczne w strefie bliskiej (gdy r << λ) 53. Scharakteryzować pole elektromagnetyczne w strefie dalekie (gdy r >> λ) 54. Opisać zjawisko wnikania fali elektromagnetycznej do przewodnika 55. Scharakteryzować zjawisko naskórkowości
56. Dokonać analizy rozkładu indukcji magnetycznej w blasze transformatorowej 57. Wyprowadzić następujące tożsamości:
• rot grad ϕ = 0
• div rot A = 0
• div grad ϕ = ∇2ϕ
58. Metoda Elementów Skończonych oraz Metoda Elementów Brzegowych - zastosowania. Warunek Dirichleta, warunek Naumanna - kiedy są wprowadzane
59. Prawo Biota-Savarte’a i jego zastosowanie
60. Pole elektrostatyczne wewnątrz przewodnika
61. Posługując się przykładem dwóch kul o różnych promieniach połączonych przewodem wykazać, że natężenie pola E na powierzchni przewodnika jest odwrotnie proporcjonalne do promienia krzywizny powierzchni w danym punkcie
62. Dipol elektryczny: definicja, wyprowadzić wzór na natężenie E
63. Omówić algorytm obliczania pojemności kondensatora przy założeniu, że ładunki na okładkach kondensatora są zadane
64. Omówić algorytm obliczania pojemności kondensatora przy założeniu, że różnica potencjału między okładkami kondensatora jest zadana
65. Prądowe prawo Kirchhoffa w postaci różniczkowej i całkowej
66. Prawo Joule’a
67. Efekt Meissnera, zjawisko lewitacji
68. Twierdzenie Helmholtza o rozkładzie pól wektorowych
69. Układy współrzędnych
70. Twierdzenie Stokesa. Różne postacie tego twierdzenia
71. Zależności energetyczne w polu elektrycznym
72. Zależności energetyczne w polu magnetycznym
73. Zależności energetyczne w polu elektromagnetycznym
74. Propagacja fal elektromagnetycznych
75. Definicja odbicia i przejścia dla fali elektromagnetycznej
76. Zdefiniować pojęcie prądu konwekcji
77. Definicja potencjału wektorowego magnetycznego
78. Różnice między potencjałem magnetycznym wektorowym i skalarnym 79. Sposoby wyznaczania magnetycznego potencjału wektorowego
80. Prawo Gaussa – przykłady zastosowań
81. Definicja i właściwości powierzchni Gaussowskiej
82. Opisać krzywą magnesowania
83. Opisać pętlę histerezy
84. Analiza strat histerezowych w ferromagnetyku