Modules

Prerequisites

Contents

• 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

Learning outcomes

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.

Assessment

• Klausur, 120 min.