Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

• die grundlegenden Zusammenhänge der Elektrodynamik zu verstehen und auf technische Fragestellungen anzuwenden
• geeignete Approximationen und Modelle für ein gegebenes Feldproblem auszuwählen und mathematisch zu formulieren
• einfache Randwertprobleme im Bereich der Elektro- und Magnetostatik analytisch zu lösen
• numerische Verfahren zum Lösen von Feldproblemen anzuwenden und in einfachen Fällen auch selbst zu implementieren

Diese Lehrveranstaltung vermittelt die Grundlagen der klassischen Elektrodynamik und deren Anwendung auf technische Fragestellungen.

Stoffeinteilung:

• Vektoranalysis: Differentialoperatoren, Integralsätze, krummlinige Koordinatensysteme, Helmholtztheorem
• Elektrostatik: Poissongleichung, Skalarpotential, Multipolentwicklung, Greensche Funktion, Spiegelungsmethode, Separationsansatz
• Magnetostatik: Vektorpotential, Biot-Savart-Gesetz, magnetisches Moment
• Felder in Materialien: Sprungbedingungen, Polarisation, Magnetisierung
• Quasistationäre Felder: Induktionsgesetz, Skin-Effekt, Relaxation von Ladungen
• Eigenschaften elektromagnetischer Felder: Energie und Impuls von Feldern, Poynting-Satz
• Elektromagnetische Wellen: Elektrodynamische Potentiale, Eichtransformationen, Hertzscher Dipol, ebene Wellen, Helmholtzgleichung
• Einführung in die numerische Simulation von Feldproblemen

Der Stoff wird in Form von Frontalvorträgen unter Einbeziehung der Studierenden vermittelt und zusätzlich mit Hilfe von ausgewählten Rechenbeispielen und Simulationen veranschaulicht.

Begleitend zu dieser LVA werden ergänzende Rechenübungen (360.255 UE Elektrodynamik Rechenübungen) angeboten, um das Verständnis zu vertiefen und das praktische Lösen von Beispielen zu üben. Durch Teilnahme an diesen freiwilligen Übungen können die Studierenden Bonuspunkte verdienen, die zu den erreichten Punkten der schriftlichen Teilprüfungen dieser LVA addiert werden.

Die gemeinsame Vorbesprechung für beide LVAs findet im Zuge der ersten Vorlesungseinheit am 06.03.2022 09:00 im EI9 statt.

Das Beherrschen der Lehrinhalte wird durch zwei schriftliche Teilprüfungen festgestellt. Diese Teilprüfungen beinhalten sowohl Theoriefragen als auch Rechenbeispiele.

Die Lehrinhalte aus Elektrotechnik 1&2 sowie Mathematik 1&2 werden vorausgesetzt. Um sich für diese LVA anmelden zu können, müssen Sie alle Lehrveranstaltungen in den Modulen Grundlagen Elektrotechnik (Modul 1) und Mathematik Grundlagen (Modul 2) des ET-Bachelorstudiums bereits positiv absolviert haben.