Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика\" Цикл icon

Рабочая программа учебной дисциплины "электродинамика" Цикл


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «электродинамика и распространение радиоволн» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "техническая электродинамика" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «экономика» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины экономика цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "спецглавы тепломассообмена" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "высшая математика" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины “электроэнергетическое оборудование цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "численные методы" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «деньги, кредит, банки» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «экономика и организация производства» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл...



Загрузка...
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)
____________________________________________________________________
_______________________________________


Направление специалитета: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы

Специализации подготовки: 1. Радиолокационные системы и комплексы

2. Радиоэлектронные системы передачи информации

3. Радионавигационные системы и комплексы

4. Антенные системы и устройства

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ЭЛЕКТРОДИНАМИКА"



Цикл:

математический и естественно-научный




^ Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

ИРЭ, С2.2.02




^ Часов (всего) по учебному плану:

180




Трудоемкость в зачетных единицах:

5

4 семестр

Лекции

54 час

4 семестр

Практические занятия

36 час

4 семестр

Лабораторные работы

18 час

4 семестр

Расчетные задания, рефераты

^ 24 час самостоят. работы

4 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

72 час




Экзамены




4 семестр

Курсовые проекты (работы)







Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основ макроскопической электродинамики, теории плоских электромагнитных волн в различных средах, методов анализа волноводных и колебательных систем, устройств излучения электромагнитных волн.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • к восприятию, анализу, обобщению информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

  • работать в коллективе, в кооперации с коллегами (ОК-3);

  • стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

  • использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

  • выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

  • владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик радиотехнических цепей (ПК-4);

  • владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

Задачами дисциплины являются:

  • познакомить обучающихся с основными уравнениями и базовыми свойствами электромагнитного поля;

  • дать информацию о методах использования уравнений электромагнитного поля в базовых задачах радиотехники сверхвысоких частот;

  • научить рассчитывать условия распространения радиоволн в различных средах, характеристики электромагнитного поля в линиях передачи, волноводах и резонаторах, параметры элементарных излучателей электромагнитных волн;

  • научить использовать основные методы анализа электромагнитного поля;

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части математического и естественно-научного цикла С.2 основной образовательной программы подготовки специалистов по всем специализациям подготовки по специальности 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: математика (2.1.01), физика (2.1.02), физические основы радиотехники (3.2.01).

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Электродинамика и распространение радиоволн» (3.1.08), «Метрология и радиоизмерения» (3.1.04), «Устройства СВЧ и антенны» (3.1.14), «Техническая электродинамика» (3.2.03).

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:

  • фундаментальные законы природы в области электромагнетизма (ПК-1);

  • основные уравнения электромагнитного поля и методы их использования при расчетах простейших структур для излучения электромагнитных волн, условия распространения радиоволн в различных средах, свойства и методы построения основных типов линий передачи, волноводов и резонаторов (ОК-10, ПК-2);

Уметь:

  • применять математические методы для решения основных уравнений электромагнитного поля (ОК-10, ПК-2);

  • использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач (ПК-14);

Владеть:

  • методами решения основных задач расчета электрических и магнитных полей (ПК-2);

  • методиками расчета основных характеристик волноводных трактов, резонаторов и антенн (ПК-4).


^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Основные законы электромагнитного поля и уравнения Максвелла. Граничные условия

18

4

8

6




4

Тест на знание основных законов

2

Плоские электромагнитные волны в неограниченных средах


24

4

10

8




6

Контрольная работа

3

Падение плоских волн на границу раздела сред

18

4

6

4

4

4

Выполнение расчетного задания

4

Направляемые волны.

Волноводы

30

4

10

8

4

8

Контрольная работа

5

Колебательные системы СВЧ. Объемные резонаторы

20

4

8

4

4

4

Выполнение расчетного задания


6

Излучение элементарных источников

22

4

8

4

4

6

Тест на знание особенностей поля излучателей

7

Основные

теоремы электромагнитного поля

8

4

4

2




2

Выполнение расчетного задания




Зачет

4

4

--

--

2

2

Защита расчетного задания и лабораторных работ




Экзамен

36

4

--

--

--

36

устный




Итого:

180




54

36

18

72


























































^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Основные законы электромагнитного поля и уравнения Максвелла.

Электромагнитное поле и его математические модели. Основные законы: закон Гаусса, закон сохранения заряда, закон неразрывности магнитных силовых линий, закон полного тока и закон электромагнитной индукции. Материальные уравнения электромагнитного поля и классификация сред. Сторонние токи.

Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Уравнения Максвелла для гармонических колебаний. Комплексные амплитуды полей. Комплексные проницаемости. Энергетические характеристики и баланс энергии поля; баланс энергии в случае гармонических колебаний.

Граничные условия для векторов электромагнитного поля.

2. Плоские электромагнитные волны в неограниченных средах

Понятие волнового процесса. Волновой характер переменного электромагнитного поля. Уравнение Гельмгольца. Плоские волны и их характеристики. Плотность потока мощности в плоской электромагнитной волне. Поляризация электромагнитных волн.

Электромагнитные волны в средах с частотной дисперсией. Распространение импульсов в средах с частотной дисперсией. Групповая скорость. Электродинамические параметры плазмы. Распространение электромагнитных волн в плазме, полупроводниках, металлах, сверхпроводниках.

Понятие о распространении электромагнитных волн в анизотропных средах (на примере ферритов).

3. Падение плоских волн на границу раздела сред

Падение плоской электромагнитной волны на границу раздела двух сред без потерь. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Полное внутреннее отражение. Неоднородные плоские волны. Падение плоской электромагнитной волны на идеальный проводник и на диэлектрическое полупространство с потерями. Приближенные граничные условия Леонтовича.

4. Направляемые волны. Волноводы

Классификация направляемых волн: Т-, Е- и Н-волны.

Прямоугольный и круглый металлические волноводы. Решение двумерного уравнения Гельмгольца. Волны типа Е и типа Н. Критические частоты, дисперсионная характеристика волновода. Характеристическое сопротивление волновода.

Структура силовых линий низших типов волн в волноводах. Некоторые способы возбуждения и основы применения прямоугольных и круглых волноводов.

Волноводы с волнами типа Т. Общие свойства волн типа Т. Отрезок волновода с Т-волной как четырехполюсник.

Мощность, переносимая волной по волноводу. Затухание волн в волноводах.

Поверхностные электромагнитные волны и замедляющие системы. Основные сведения о плоском диэлектрическом волноводе, гребенчатой структуре и световоде.

5. Колебательные системы СВЧ. Объемные резонаторы

Колебательные системы СВЧ. Объемные резонаторы. Анализ собственных колебаний в полых резонаторах. Прямоугольный, круглый и коаксиальный резонаторы. Структура силовых линий электромагнитного поля для различных типов колебаний в резонаторах. Некоторые способы возбуждения и включения объемных резонаторов. Добротность объемных резонаторов. Понятие об открытых и диэлектрических резонаторах

6. Излучение элементарных источников

Неоднородные уравнения Максвелла. Неоднородное уравнение Гельмгольца и его решение в случае возбуждения свободного пространства заданными сторонними источниками. Элементарный источник электромагнитного поля и свойства возбуждаемой им сферической волны. Условие излучения. Элементарные электрический и магнитный излучатели: структура поля, диаграммы направленности, сопротивление излучения, коэффициент направленного действия. Элементарные щелевой и рамочный излучатели как примеры реализации элементарного магнитного излучателя. Элемент Гюйгенса.

7. Основные теоремы электромагнитного поля

Теорема эквивалентности. Лемма Лоренца. Теорема взаимности. Примеры применения.

^ 4.2.2. Практические занятия

Электростатика и магнитостатика

Уравнения Максвелла

Теорема Пойнтинга, граничные условия.

Плоские волны и их основные характеристики.

Электромагнитные волны в средах с частотной дисперсией.

Групповая скорость.

Электромагнитные волны в анизотропной среде.

Отражение и преломление плоских электромагнитных волн.

Падение плоской электромагнитной волны на диэлектрическое полупространство с потерями. Приближенные граничные условия Леонтовича.

Прямоугольный металлический волновод.

Картины силовых линий поля и токов в волноводах. Возбуждение волноводов.

Круглый металлический волновод. Волноводы с волнами типа Т.

Мощность, переносимая волной по волноводу. Затухание волн в волноводах.

Прямоугольный объемный резонатор.

Круглый объемный резонатор.

Элементарный электрический излучатель.

Элементарные щелевой и рамочный излучатели. Элемент Гюйгенса.

Лемма Лоренца. Теорема взаимности


^ 4.3. Лабораторные работы

№ 1 Отражение и преломление электромагнитных волн на плоской границе раздела двух диэлектрических сред.

№ 2 Исследование волновода прямоугольного сечения.

№ 3 Исследование Н-образного металлодиэлектрического волновода.

№ 4 Исследование поверхностных электромагнитных волн в замедляющих структурах.

№ 5 Распространение электромагнитных волн в гиромагнитной среде при продольном намагничивании.

№ 6 Исследование объемного резонатора, созданного на базе круглого волновода быстрых волн.

№ 7 Элементарные излучатели.


^ 4.4. Расчетные задания

Расчет характеристик плоских электромагнитных волн.

Расчет полей, возникающих при падении плоской волны на границу раздела сред.

Расчет полей в волноводах.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия включают закрепление теоретического материала, решение и разбор задач, контрольные работы и тестирование по отдельным темам.

^ Лабораторные занятия ориентированы на проведение физических экспериментов и компьютерные симуляции по изучаемым разделам лекционного курса.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение расчетного задания и оформление отчета, подготовку к лабораторным работам, подготовку к зачету и экзамену.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, тесты, устный опрос, проверка домашних заданий, защита лабораторных работ, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене

В приложение к диплому вносится оценка за 4 семестр

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Горяч.Линия-Телеком, 2007.

2. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Высшая школа, 1992.

б) дополнительная литература:

1.Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Наука, 2003

^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Сайт радиотехнического факультата МЭИ.

б) другие:

Система MathCad для выполнения расчетных заданий.

^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины используется компьютеризованная учебная лаборатория, оснащенная специализированными лабораторными стендами для выполнения лабораторных работ, включающими генераторные СВЧ-узлы (длина волны 3 см, 10 см), специализированные узлы с элементами волноводов, развязок и т.п., детекторные секции, избирательные вольтметры, а также блоки сопряжения детекторных секций с ПК с соответствующими драйверами для ввода данных измерений и их анализа в ПК.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по специальности 210601, Радиоэлектронные системы и комплексы.

Специализации подготовки: радиолокационные системы и комплексы, радиоэлектронные системы передачи информации, радионавигационные системы и комплексы, антенные системы и устройства.


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Крамм М.Н.


"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ

к.т.н., профессор Замолодчиков В.Н.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Основ радиотехники Гречихин В.А.





Скачать 142,85 Kb.
оставить комментарий
Дата06.05.2012
Размер142,85 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх