Передмова

“Технічна електродинаміка” - базова дисципліна бакалаврів, інженерів, магістрів за напрямом підготовки “Телекомунікації”, спеціальності “Телекомунікаційні системи та мережі”.

Книга, яку Ви тримаєте в руках, складена за змістом навчальної та робочих програм (відповідно до форм навчання) дисципліни, затверджених деканом факультету Електроніки (ФЕЛ).

Цей матеріал має на меті допомогти студенту оволодіти базовими знаннями електродинаміки. Наполеглива робота з ним створить надійний фундамент для подальшого засвоєння курсу, вирішення практичних задач електродинаміки (прямої та зворотньої), інших дисциплін за фахом. Цей матеріал, в більшості, складено з урахуванням конспектів лекцій професора, д.т.н. В.О. Іванова, а також відповідної літератури та досвіду роботи лектора із студентами кафедри Звукотехніки та реєстрації інформації факультету Електроніки НТУУ “КПІ”, які навчаються за напрямом підготовки “Телекомунікації”.

У першому розділі наведені: основні поняття електродинаміки; історична довідка накопичення знань з електротехніки, радіотехніки; розподіл радіохвиль за діапазонами частот та довжинами хвиль; визначення смуги частот телевізійного сигналу.

У другому розділі наведена базова інформація з електростатики, основні поняття: вектор напруженості електричного поля, вектор електричного зміщення, потенціал тощо; закони електростатики; граничні умови та інше.

У третьому розділі сформульовані засади формування магнітного поля постійним струмом, наведені основні поняття: вектор напруженості магнітного поля, вектор магнітної індукції (густини магнітного потоку), векторний магнітний потенціал; закони магнітного поля, граничні умови.

Четвертий розділ є базовим для розуміння подальших положень електродинаміки. В ньому показано формування системи рівнянь Максвелла як узагальнення законів електродинаміки, взаємозв’язок між електричним та магнітним полями як складовими єдиного електромагнітного поля; обґрунтовано введення Максвеллом поняття “струм зміщення”, завдяки якому в подальшому показано формування електромагнітних хвиль; з’ясовано поняття “потенціал, що запізнюється”.

У п’ятому розділі на основі рівнянь Максвелла виведена теорема Пойнтінга; наведено обґрунтування балансу потужностей (та енергії) стосовно електромагнітного поля; сформульоване поняття вектора Пойнтінга, за якого визначають потужність електромагнітного поля – носія інформації в навколишньому середовищі.

У шостому розділі на основі рівнянь Максвелла отримано хвильове рівняння, яке показує зв’язок характеристик поля в часі і просторі з швидкістю поширення. Наведено розв’язок хвильового рівняння; показані параметри, які характеризують процес поширення електромагнітних хвиль в різних середовищах: ідеальному діелектричному, діелектричному з втратами (напівпровідному), провідному.

У сьомому розділі наведена інформація щодо формування електромагнітних хвиль елементарними (базовими) випромінювачами: електричним(диполь Герца), магнітним (рамка з струмом), елементарним щілинним випромінювачем, елементом Гюйгенса, на основі яких в подальшому сформульовані засади функціонування антен, обґрунтовані поняття зон: ближньої (індукції) та дальньої (випромінення).

У восьмому розділі наведені основні поняття та закони хвильових явищ на границі розподілу двох середовищ, розглянуті явища повного внутрішнього відбиття та явища повного проходження електромагнітної хвилі, обґрунтовано особливості утворення невідбиваючого середовища.

Дев’ятий розділ дає пояснення щодо особливостей поширення електромагнітних хвиль над плоскою ідеальною провідною поверхнею. В розділі розглянуті основні типи хвиль, поняття рухомої та стоячої хвилі, фазової та групової швидкості, а також наведена структура електромагнітного поля над ідеальною провідною поверхнею, що створює основу для розуміння побудови хвилеводів та інших спеціальних пристроїв.

У десятому розділі обґрунтовано необхідність застосування принципово нової елементної бази в діапазонах надвисоких частот НВЧ та вище, розглянуті електромагнітні хвилі у радіохвилеводах, наведено особливості хвилеводів з поперечним перерізом прямокутної форми та у вигляді кола.

У одинадцятому розділі наведена інформація щодо ліній передач та їх параметрів. Пояснено графічний метод визначення параметрів лінії передач, наведено порядок побудови та використання діаграми Сміта.

Дванадцятий розділ є корисним для вивчення резонансних систем в області надвисоких частот, в ньому розглянуті порожнисті, коаксіальні та квазістаціонарні об’ємні резонатори.

В кінці кожного розділу наведені висновки, щоб допомогти студенту краще засвоїти матеріал.

В оформленні цієї роботи приймали участь студенти кафедри ЗТ та РІ, особлива подяка студентам: Бакіко В.М., Гнатюку А.С., Горичевській О.Е., Динді О.В., Дроб’язку А.А., Кир’янову П.Г., Крошку С.С., Харікову П.О.

“Немає кращого засобу повідомлення

розуму знань ніж метод викладання їх

в якомога різноманітніших формах”.

Джеймс Кларк Максвелл

(1831 - 1879)


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я