Numerički postupci u elektromagnetizmu

Opis predmeta

Pri razvoju i projektiranju elektromagnetskih naprava potrebno je riješiti probleme zamršenih geometrija i složenih karakteristika materijala. Primjena analitičkih metoda obrađenih u okviru predmeta "Elektromagnetska polja" najčešće ne daje kvantitativno zadovoljavajuće rezultate pa je nužno korištenje numeričkih metoda. Osnovne teme su: Maxwellove jednadžbe, elektromagnetski potencijali, valne jednadžbe, integrali potencijala i polja. Metoda konačnih elemenata, proračuni električnih polja i kapaciteta. Nelinearni problemi, proračuni magnetskih polja i induktiviteta. Kvazistatički problemi, proračun površinskog učinka i potiskivanja struje. Primjena u analizi elektromagnetske kompatibilnosti, modeliranju i analizi električkih naprava. Metoda momenata, proračun niskofrekvencijskog električnog i magnetskog polja, primjena u analizi izloženosti ljudi elektromagnetskim poljima.

Opće kompetencije

Razumijevanje teorijskih temelja elektromagnetizma i numeričkog pristupa rješavanju praktičnih problema.

Ishodi učenja

  1. objasniti teoriju elektromagnetskih polja
  2. primijeniti potencijale u rješavanju zadaća elektromagnetskih polja
  3. objasniti temeljne značajke metode konačnih elemenata
  4. objasniti temeljne značajke metode momenata
  5. razviti modele za primjenu numeričkih metoda
  6. primijeniti numeričke metode na rješavanje praktičnih problema
  7. prepoznati primjenjivost rezultata numeričkih proračuna
  8. koristiti komercijalne pakete s razumijevanjem njihovih osnovnih svojstava i ograničenja

Oblici nastave

Predavanja

Provjere znanja

Laboratorijske vježbe

Demonstracijske vježbe

Konzultacije

Seminari

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 8 % 0 % 8 %
Domaće zadaće 0 % 8 % 0 % 8 %
Kratke provjere znanja 0 % 4 % 0 % 4 %
Seminar/Projekt 0 % 30 % 0 % 30 %
Međuispit: Pismeni 0 % 20 % 0 %
Završni ispit: Usmeni 30 %
Ispit: Pismeni 0 % 20 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Maxwellove jednadžbe u vremenskoj i frekvencijskoj domeni.
  2. Elektromagnetski potencijali, valne jednadžbe.
  3. Integrali potencijala i polja.
  4. Metoda konačnih elemenata, funkcional.
  5. Metoda težinskih ostataka, Poissonova jednadžba.
  6. Približenje geometrije domene, približenje potencijalne funkcije.
  7. Formiranje i rješavanje sustava jednadžbi, prikaz rezultata proračuna.
  8. Međuispit
  9. Laboratorij: rješavanje statičkih električnih polja u električkim napravama (proračun kapaciteta, zaštita od električnih polja).
  10. Laboratorij: nelinearni problemi, proračunavanje magnetskog polja (proračun induktiviteta, zaštita od magnetskih polja).
  11. Laboratorij: kvazistatički problemi (proračun površinskog učinka i potiskivanja struje, zaštita od elektromagnetskog polja).
  12. Elektromagnetska kompatibilnost, numerički modeli.
  13. Metoda momenata. Integralna formulacija problema električnih polja i magnetskih polja.
  14. Laboratorij: proračun niskofrekvencijskog električnog i magnetskog polja.
  15. Analiza izloženosti ljudi elektromagnetskim poljima, primjeri proračuna.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Bežične komunikacijske tehnologije (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Elektronika (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)

Literatura

Z. Haznadar, Ž. Štih (1997.), Elektromagnetizam 1 i 2, Školska knjiga
Z. Haznadar, Ž. Štih (2000.), Electromagnetic Fields, Waves and Numerical Methods, IOS Press
G. Dhatt, G. Thouzot (1985.), The Finite Element Method Displayed;, John Wiley & Sons

Izvedba

ID 34494
  Zimski semestar
4 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje

Ocjenjivanje

86 izvrstan
74 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan