Đề cương chi tiết học phần Trường điện tử

Chia sẻ: Cao Duy Sơn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

46
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Môn học trình bày các khái niệm, cơ sở lý thuyết trường điện từ ở trạng thái tĩnh và biến thiên. Cơ sở về sóng điện từ lan truyền trong không gian và thời gian trong đó có sóng điện từ phẳng và sóng điện từ định hướng. Một thiết bị định hướng lan truyền sóng làm cơ sở cho lý thuyết Alten và lý thuyết trường cao tần.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề cương chi tiết học phần Trường điện tử

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ 1. Thông tin tổng quát: Môn học trình bày các khái niệm,cơ sở lý thuyết trường điện từ ở trạng thái tĩnh và biến thiên. Cơ sở về sóng điện từ lan truyền trong không gian và thời gian trong đó có sóng điện từ phẳng và sóng điện từ định hướng. Một thiết bị định hướng lan truyền sóng làm cơ sở cho lý thuyết alten và lý thuyết trường cao tần. 1.1. Thông tin về giảng viên Giảng viên 1: Họ và tên: Nguyễn Tiến Dũng Chức danh, học hàm, học vị: Giảng Viên, Tiến sĩ Thời gian, địa điểm làm việc Viện Kỹ thuật và Công nghệ Địa chỉ liên hệ: 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Điện thoại, email: nguyentiendung@univinh.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Vật lý Giảng viên 2: Họ và tên: Đỗ Mai Trang Chức danh, học hàm, học vị: Giảng Viên, Tiến sĩ Thời gian, địa điểm làm việc: Viện Kỹ thuật và Công nghệ Địa chỉ liên hệ: 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Điện thoại, email: trangmt@univinh.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Vật lý Giảng viên 3: Họ và tên: Vũ Ngọc Sáu Chức danh, học hàm, học vị:Giảng viên CC, PGS. TS Thời gian, địa điểm làm việc: Khoa vật lý và công nghệ Địa chỉ liên hệ: 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Điện thoại, email: : sauvn@univinh.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Lý thuyết xung ổn định và tính chất quang của môi trường phi tuyến. 1.2. Thông tin về môn học: - Tên môn học (tiếng Việt): Trường điện từ (tiếng Anh): Electromagnetical theory - Mã số môn học: ELE20008 - Thuộc khối kiến thức/kỹ năng: Kiến thức cơ bản Kiến thức cơ sở ngành Kiến thức chuyên ngành Kiến thức khác Môn học chuyên về kỹ năng chung Môn học đồ án tốt nghiệp - Số tín chỉ: 2 + Số tiết lý thuyết: 20 + Số tiết thảo luận/bài tập: 10 + Số tiết thực hành: 0 + Số tiết hoạt động nhóm: 0 + Số tiết tự học: 60
- Môn học tiên quyết: Toán đại cương A2, Vật lý đại cương - Môn học song hành: Không 2. Mô tả môn học Môn học lý thuyết trường điện từ cung cấp cho sinh viên các khái niệm, đại lượng đặc trưng, định luật, phương trình toán học mô tả của trường điện từ ở trang thái tĩnh và biên thiên và cơ sở về bức xạ sóng điện từ trong các môi trường. Vận dụng các phương pháp để giải các bài toán cụ thể về điện từ tường dừng, điện từ trường biến thiên, sóng điện từ từ các phương trình Dalember Hiểu được bản chất sóng điện từ phẳng, định hướng lan truyền trong các môi trường và trong hệ định hướng về bản chất để vận dụng giải thích sóng điện từ trong các hệ phát sóng alten, sóng cao tần… 3. Mục tiêu môn học Mục tiêu Mô tả mục tiêu CĐR của TĐNL (Gx) (1) (2) CTĐT (X.x.x) (4) (3) Hiểu và phân tích được mối quan hệ của các đại 2.1.1 G1 3.5 lượng vật lý phương trình Macxwell 2.2.2 G2 Vận dụng được các kiến thức trường điện từ tĩnh 1.3.1 3.5 G3 Vận dụng được các kiến thức trường điện từ dừng 1.3.1 3.5 Vận dụng được các kiến thức trường điện từ biến G4 1.3.2 3.5 thiên G5 Vận dụng được các kiến thức bức xạ điện từ 1.3.2 3.5 4. Chuẩn đầu ra môn học Các chuẫn đầu ra học phần Trình độ CĐR CTĐT Ký hiệu Nội dung chuẫn đầu ra năng lực tương ứng G1 Hiểu và phân tích được mối quan hệ của các đại lượng vật lý phương trình Macxwell Trình bày được một số công thức đại số và giải 2.0 G1.1 I,T tích véc tơ Hiểu các đại lượng đặc trưng cho trường điện 2.5 G1.2 I,T từ G1.3 Vận dụng được định luật Coulomb 3.5 T,U G1.4 Vận dụng được định luật dòng điện toàn phần 3.5 T, U G1.5 Hiểu nguyên lý về tính liên tục của từ thông 2.5 I,T Vận dụng được định luật cảm ứng điện từ 3.5 G1.6 T,U Faraday Vận dụng được định luật ôm và định luật Jun – 3.5 G1.7 T,U Lenxơ
G1.8 Hiểu hệ phương trình Maxwell 2.5 I,T Nắm vững khái niệm và biểu thức năng lượng 2.0 G1.9 T,U của trường điện từ Nắm vững khái niệm và biểu thức xung lượng 2.0 G1.10 I,T của trường điện từ G1.11 Áp dụng được các điều kiện biên 3.5 T,U Vận dụng được các kiến thức trường điện từ G2 tĩnh Trình bày được khái niệm và biểu thức các 2.0 G2.1 I,T phương trình của trường điện từ tĩnh Nắm vững khái niệm và biểu thức khái niệm 2.0 G2.2 T thế vô hướng Vận dụng được biểu thức điện thế của một hệ 3.5 G2.3 U điện tích Hiểu được đặc điểm vật dẫn trong trường tĩnh 2.5 G2.4 I,T điện Hiểu được đặc điểm điên môi đặt trong trường 2.5 G2.5 I,T điện tĩnh Hiểu được khái niệm và biểu thức năng lượng 2.5 G2.6 T,U của trường điện tĩnh Vận dụng được các kiến thức trường điện từ G3 dừng Nắm vứng khái niệm và biểu thức các phương 2.0 G3.1 T,U trình của trường điện từ Vận dụng được các định luật cơ bản của dòng 3.0 G3.2 U điện không đổi Phát biểu được khái niệm thế véc tơ và định 2.0 G3.3 T,U luật Biot –Savart Vận dụng được từ trường của dòng điện 3.0 G3.4 U nguyên tố Phát biểu được biểu thức năng lượng của từ 2.0 G3.5 T,U trường dừng Vận dụng được biểu thức lực tác dụng trong từ 3.5 G3.6 U trường Vận dụng được các kiến thức trường điện từ G4 biến thiên Năm vững biểu thức các phương trình của 2.0 G4.1 T,U trường chuẫn dừng Vận dụng được các kiến thức về các mạch 3.5 G4.2 U chuẫn dừng G4.3 Hiều được hiệu ứng mạch ngoài 3.0 I,T Năm vững biểu thức năng lượng của các mạch 2.0 G4.4 T chuẩn dừng G5 Vận dụng được các kiến thức bức xạ điện từ Năm vững biểu thức các phương trình của 2.0 G5.1 I,T trường điện từ biến thiên nhanh G5.2 Năm vững kiến thức về sự bức xạ của lưỡng 2.0 I,T
cực điện G5.3 Năm được khái niệm trường điện từ tự do 2.0 I,T Năm được khái niệm sóng điện từ phẳng đơn 2.0 G5.4 I,T sắc Vận dụng được sự lan truyền sóng điện từ trong 3.0 G5.5 I,T chất dẫn điện Giải thích được sự phản xạ và khúc xạ sóng 3.5 G5.6 I,T điện từ 5. Đánh giá môn học Thành phần đánh Bài đánh giá CĐR môn học Tỷ lệ (%) giá A1. Đánh giá quá trình 50% A1.1. Ý thức học tập (chuyên cần, thái độ học tập) 10% 1. Đề cương môn Yêu cầu sinh viên in đề cương học 2. Bài giảng Yêu cầu sinh viên in bài giảng 3. Hệ thống bài tập Yêu cầu sinh viên làm bài tập 4. Tài liệu chính Yêu cầu sinh viên có bản mềm A1.2. Hồ sơ học phần (bài tập, bài thu hoạch nhiệm vụ nhóm,…) 20% Bài tập về nhà G1.3 10% G1.4 G1.6 G1.7 G1.11 G2.3 G3.2 G3.6 G4.2 G5.5 Chuẩn bị bài ở nhà G1.3 10% G1.4 G1.6 G1.7 G1.11 G2.3 G3.2 G3.6 G4.2 G5.5 A1.3. Đánh giá định kỳ (điểm kiểm tra định kỳ) 20% KT#1 - 3.1; 3.2; 3.3; 3.4 G1.2 20% - Test online G1.3 G1.4
G1.5 A2. Đánh giá cuối kỳ 50% HP Lý thuyết 50% A3.1. Bài thi cuối kỳ - Nội dung bao quát tất cả các chuẩn đầu ra quan trọng của môn học. - Thi tự luận 6. Nội dung giảng dạy Nội dung CĐR môn học Bài đánh giá Chương 1: Các phương trình cơ bản của trường điện từ G1.1 1. Đại số véc tơ 2. Giải tích véc tở 2.1. Gradient của một trường vô hướng 2.2. Dive của một trường véc tơ 2.3. Rota của một trường véc tơ 3 . Các khái niệm cơ bản G1.2 A1.1 4. Định luật Coulomb G1.3 A1.2 5. Định luật dòng toàn phần G1.4 A1.3 6. Nguyên lý về tính liên tục của từ thông G1.5 7. Định luật cảm ứng điện từ Faraday G1.6 8. Định luật Ohm v định luật Joule – Lentz G1.7 9. Hệ phương trình Maxwell G1.8 10. Năng lượng của trường điện từ G1.9 11. Xung lượng của trường điện từ G1.10 12. Các điều kiện biên G1.11 Chương 2: Trường điện từ tĩnh 1. Các phương trình của trường điện từ tĩnh G2.1 2. Thế vô hướng G2.2 A1.1 3. Điện thế của một hệ điện tích G2.3 A1.2 4. Vật dẫn trong trường điện tĩnh G2.4 5. Điện môi đặt trong trường điện tĩnh G2.5 6. Năng lượng của trường điện tĩnh G2.6 7. Lực tác dụng trong trường điện tĩnh G2.7 Chương 3: Trường điện từ dừng 1. Các phương trình của trường điện từ dừng G3.1 2. Các định luật cơ bản của dòng điện không đổi . G3.2 A1.1 3. Thế vectơ. Định luật Biot – Savart G3.3 A1.2 4. Từ trường của dòng nguyên tố G3.4 A2 5. Từ môi trong từ trường không đổi G3.5 6. Năng lượng của từ trường dừng G3.6 G3.7
7. Lực tác dụng trong từ trường dừng Chương 4: Trường điện từ chuẩn dừng 1. Các phương trình của trường chuẩn dừng G4.1 2. Các mạch chuẩn dừng G4.2 A1.1 3. Hiệu ứng mặt ngoài G4.3 A1.2 4. Năng lượng của các mạch chuẩn dừng G4.4 A2 Chương 5: Sóng điện từ 1.Các phương trình của trường điện từ biến thiên G5.1 nhanh A1.1 2. Sự bức xạ của lưỡng cực G5.2 A1.2 3. Trường điện từ tự do G5.3 A2 4. Sóng điện từ phẳng đơn sắc G5.4 5. Sóng điện từ trong chất dẫn điện G5.5 6. Sự phản xạ và khúc xạ sóng điện từ G5.6 7. Kế hoạch giảng dạy các nội dung giảng dạy theo buổi học, thể hiện sự tương quan với các chuẩn đầu ra của học phần, các hoạt động dạy và học (ở lớp, ở nhà) các bài đánh giá học phần Tuần/Buổi Nội dung Hình thức tổChuẩn bị CĐR môn Bài đánh học (1) (2) chức DH (3) của SV học (5) giá (6) (4) Tuần 1 Chương 1: Các - GV giới - Đọc tài G1.1 (Tiết 1,2) phương trình cơ thiệu một số liệu 1; bản của trường điện kiến thức toán - Bài tập từ về giải tích theo cá 1. Đại số véc tơ véc tơ. nhân và 2. Giải tích véc tở nhóm ở 2.1. Gradient của một nhà trường vô hướng - Thảo 2.2. Dive của một luận các trường véc tơ câu hỏi về 2.3. Rota của một kiến thức trường véc tơ toán về giải tích véc tơ. Tuần 2 3. Các khái niệm cơ - GV giới - Đọc tài G1.2 A1.1 (Tiết 1,2) bản thiệu các đại liệu 1; G1.3 A1.2 4. Định luật Coulomb lượng đặc - Bài tập G1.4 A1.3 5. Định luật dòng toàn trưng cho theo cá G1.5 phần trường điện nhân và 6. Nguyên lý về tính từ; định luật nhóm ở liên tục của từ thông Coulomb và nhà dòng điện Thảo toàn phần luận: Nêu - Trình bày và phân
nguyên lý về tích một tính liên tục số khái của từ thông niệm cơ - Hướng dẫn bản của sinh viên thảo điện từ luận trường. Tuần 3 7. Định luật cảm ứng - GV giới - Đọc tài G1.6 A1.1 (Tiết 1,2) điện từ Faraday thiệu định liệu 1; G1.7 A1.2 8. Định luật Ohm v cảm ứng điện - Bài tập G1.8 A1.3 định luật Joule – Lentz từ Faraday theo cá 9. Hệ phương trình - Định luật nhân và Maxwell Ohm v định nhóm ở luật Joule – nhà Lentz và Hệ Thảo phương trình luận: + ý Maxwell nghĩa cơ - Hướng dẫn bản của sinh viên thảo các luận phương trình cơ bản của trường điện từ Tuần 4 10. Năng lượng của - GV giới Thảo G1.9 A1.1 (Tiết 1,2) trường điện từ thiệu biểu luận: + G1.10 A1.2 11. Xung lượng của thức năng Nêu các G1.11 A1.3 trường điện từ lượng điện từ, ứng dụng 12. Các điều kiện biên khái niệm của trường xung lượng điện từ của trường trong đời điện từ và các sống, điều kiện biên khoa học - Hướng dẫn kỹ thuật sinh viên thảo luận Tuần 5 Bài tập Giáo viên Sinh viên G1.5 (Tiết 1,2) chuẩn bị các làm bài G1.6 A1.1 bài tập theo tập dưới G1.10 A1.2 các mức độ, sự hướng nôi dung đã dẫn của học giáo viên Tuần 6 Chương 2: Trường - GV giới Thảo G2.1
(Tiết 1,2) điện từ tĩnh thiệu các luận: G2.2 A1.1 1. Các phương trình phương trình khái niệm G2.3 A1.2 của trường điện từ tĩnh trường điện và biểu G2.4 2. Thế vô hướng từ tỉnh; khái thức các 3. Điện thế của một hệ niệm thế vô phương điện tích hướng; biểu trình của 4. Vật dẫn trong trường thức điện thế trường điện tĩnh của một hệ điện từ điện tích; tĩnh, thế -GV nêu các vô hướng đặc điểm của vật dẫn trong trường điện tỉnh - Hướng dẫn sinh viên thảo luận Tuần 7 5. Điện môi đặt trong -GV nêu các Thảo (Tiết 1,2) trường điện tĩnh đặc điểm của luận: G2.5 A1.1 6. Năng lượng của vật dẫn trong khái niệm G2.6 A1.2 trường điện tĩnh trường điện và biểu G2.7 7. Lực tác dụng trong tĩnh; biểu thức năng trường điện tĩnh thức năng lượng của lượng của trường trường điện điện tĩnh tĩnh -GV dẩn ra biểu thức lực tác dụng trong trường điện tĩnh - Hướng dẫn sinh viên thảo luận Tuần 8 Bài tập Giáo viên Sinh viên G2.3 A1.1 (Tiết 1,2) chuẩn bị các làm bài A1.2 bài tập theo tập dưới các mức độ, sự hướng nôi dung đã dẫn của học. giáo viên về biểu thức điện thế của một hệ
điện tích để làm các bài tập Tuần 9 Chương 3: Trường - GV giới Thảo G3.1 A1.1 (Tiết 1,2) điện từ dừng thiệu các luận: G3.2 A1.2 1. Các phương trình phương trình Khái niệm G3.3 A2 của trường điện từ trường điện thế véc tơ G3.4 dừng từ dừng; và định 2. Các định luật cơ bản -GV giúp luật Biot – của dòng điện không sinh viên vận Savart. đổi . dụng được 3. Thế vectơ. Định luật các định luật Biot – Savart cơ bản của 4. Từ trường của dòng dòng điện nguyên tố không đổi, từ trường của dòng điện nguyên tố, biểu thức lực tác dụng trong từ trường dừng- - Hướng dẫn sinh viên thảo luận Tuần 10 5. Từ môi trong từ - GV giới Thảo G3.5 A1.1 (Tiết 1,2) trường không đổi thiệu các đặc luận: G3.6 A1.2 6. Năng lượng của từ điểm năng Biểu thức A2 trường dừng lượng của từ năng 7. Lực tác dụng trong trường dừng; lượng của từ trường dừng lực tác dụng từ trường trong từ dừng. trường dừng Tuần 11 Chương 4: Trường - GV giới Sinh viên G4.1 A1.1 (Tiết 1,2) điện từ chuẩn dừng thiệu các ghi chép G4.2 A1.2 1. Các phương trình phương trình bài và G4.3 A2 của trường chuẩn dừng trường chuẩn thảo luận G4.4 2. Các mạch chuẩn dừng; các các nội dừng mạch chuẩn dung bài 3. Hiệu ứng mặt ngoài dừng học 4. Năng lượng của các -GV giúp mạch chuẩn dừng sinh viên hiểu được hiệu ứng mặt
ngoài; biểu thức năng lượng của các mạch chuẩn dừng. Tuần 12 Bài tập - Hướng dẫn Vận G4.2 A1.1 (Tiết 1,2) sinh làm các dụng A1.2 bài tập qua được các A2 các ví dụ kiến thức về các mạch chuẫn dừng trong các bài tập Tuần 13 Chương 5: Sóng điện - GV giới Thảo G5.1 A1.1 (Tiết 1,2) từ thiệu các luận: G5.2 A1.2 1.Các phương trình của phương trình + Biểu G5.3 A2 trường điện từ biến trường điện thức các thiên nhanh từ biến thiên phương 2. Sự bức xạ của lưỡng nhanh trình của cực -GV giúp trường 3. Trường điện từ tự do sinh viên hiểu điện từ được sự bức biến thiên xạ của lưỡng nhanh cực - Hướng dẫn sinh làm các bài tập qua các ví dụ Tuần 14 4. Sóng điện từ phẳng - GV giới Vận dụng G5.4 A1.1 (Tiết 1,2) đơn sắc thiệu trường kiến thức G5.5 A1.2 5. Sóng điện từ trong điện từ tự do đã học G5.6 A2 chất dẫn điện -GV trình bày giải thích 6. Sự phản xạ và khúc khái niệm được sự xạ sóng điện từ sóng phẳng phản xạ - GV giới và khúc thiệu phương xạ sóng trình sóng điện từ. điện từ trong chất dẫn điện -GV trình bày hiện tượng
phản xạ, khúc xạ sóng điện từ. - Hướng dẫn sinh xác định hệ số phản xạ, khúc xạ Tuần 15 Bài tập - Hướng dẫn Vận dụng A1.1 (Tiết 1,2) sinh làm các được kiến A1.2 bài tập qua thức về sự A2 các ví dụ lan truyền sóng điện từ trong chất dẫn điện 8. Nguồn học liệu Giáo trình [1] Phan Anh, Trường điện từ và truyền sóng, Trường ĐHQG Hà nội, 2000. [2] Ngô Đức Thiện, Lý thuyết trường điện từ và siêu cao tần, Học viện bưu chính viễn thông, 2013. Tài liệu tham khảo [3] Ngô Nhật Anh, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Trường điện từ, Trường ĐHBK TP.HCM, 1995. [4] Bo Thiedè, Electromagnectic field theory, School of Mathematics and Systems Engineering, Växjö University, Sweden. 9. Quy định của môn học Các quy định của môn học như: - Dự lớp theo đúng quy chế - Sinh viên thực hiện các bài tập trên lớp và tự học theo phân công của Giảng viên - Sinh viên nộp hồ sơ môn học theo yêu cầu. - Sinh viên thực hiện đầy đủ các bài đánh giá . 9. Phụ trách môn học - Khoa/bộ môn phụ trách: Bộ môn CNKT Đ,ĐT, Viện Kỹ thuật và Công nghệ - Địa chỉ/email: Tầng 1, Nhà A0, 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An.