ΣΧΟΛΗ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ

ΤΜΗΜΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_Y420

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

4ο

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ι

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διαλέξεις

2

Φροντιστήρια

1

Εργαστηριακές Ασκήσεις

0

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.

4

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Το μάθημα αποτελεί υπόβαθρο για την επιστήμη του ηλεκτρολόγου μηχανικού και την υποστήριξη περαιτέρω εξειδικευμένων μαθημάτων

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Εφαρμοσμένη Φυσική, Γραμμική Άλγεβρα, Εργαστηριακή Φυσική, Λογισμός Συναρτήσεων Πολλών Μεταβλητών και Διανυσματική Ανάλυση, Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις και Μιγαδικές Συναρτήσεις

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

Ελληνικά

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

όχι

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Σκοπός του μαθήματος είναι η εμβάθυνση στη θεωρία του Ηλεκτρομαγνητισμού

 Στόχος του μαθήματος είναι στο τέλος του ο φοιτητής να γνωρίζει/κατανοεί

• Την έννοια του Ηλεκτροστατικού πεδίου, πως δημιουργείται, το δυναμικό, τη ροή ηλεκτρικού πεδίου
• Τι είναι ο αγωγός και πως μελετάται
• Αριθμητικές μεθόδους επίλυσης προβλημάτων ηλεκτρικού πεδίου,
• Διηλεκτρικά υλικά, πόλωση, ενέργεια διηλεκτρικού, χωρητικότητα
• Τη φύση της ηλεκτροστατικής δύναμης και της ροπής από ηλεκτροστατικές δυνάμεις
• Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, το νομό του Ohm, τη χαλάρωση του φορτίου, τους νόμους του Kirchoff στην ηλεκτρομαγνητική θεωρία

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Εισαγωγή. Σχέση ηλεκτρομαγνητικής και κυκλωματικής θεωρίας. Στοιχεία διανυσματικής ανάλυσης, συστήματα συντεταγμένων, βάθμωση, απόκλιση, στροβιλισμός, Θεωρήματα Gauss, Stokes, Helmholtz.

Ηλεκτροστατικό  πεδίο. Νόμος του Coulomb. Κατανομές ηλεκτρικού φορτίου. Ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σημειακών και συνεχών κατανομών του φορτίου. Επίπεδες και στερεές γωνίες. Νόμος του Gauss σε ολοκληρωτική και διαφορική μορφή. Ηλεκτρική ροή. Ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό δυναμικό. Κυκλοφορία της εντάσεως του ηλεκτρικού πεδίου, σχέση δυναμικού και έντασης ηλεκτρικού πεδίου.

Αγωγοί. Συνθήκες στο εσωτερικό και στην επιφάνεια των αγωγών. Οπτική απεικόνιση των ηλεκτροστατικών πεδίων. Θεώρημα της αμοιβαιότητας του Green. Ηλεκτροστατική Επαγωγή.

Μέθοδοι Υπολογισμού. Εξισώσεις Poisson και Laplace, προβλήματα οριακών τιμών. Μέθοδος ειδώλων, είδωλα μη στατικών φορτίων. Μέθοδος πολυπόλων, πολυπολικό ανάπτυγμα του δυναμικού, ηλεκτρικό δίπολο. Μέθοδος διαχωρισμού των μεταβλητών. Εισαγωγή στις αριθμητικές μεθόδους, μέθοδος των πεπερασμένων διαφορών.

Διηλεκτρικά. Πόλωση, φορτία πολώσεως, πεδία πολωμένου διηλεκτρικού, νόμος του Gauss στα διηλεκτρικά, είδη διηλεκτρικών, διηλεκτρική σταθερά, διηλεκτρική αντοχή, συνοριακές συνθήκες στην διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων, εξισώσεις Poisson - Laplace στα διηλεκτρικά, μικροσκοπική θεωρία των διηλεκτρικών. Ηλεκτροστατική θωράκιση. Ηλεκτροστατική ενέργεια. Συστήματα αγωγών, συντελεστές δυναμικού, χωρητικότητας και επαγωγής. Χωρητικότητα απομονωμένου αγωγού, πυκνωτές, μερικές χωρητικότητες

Ηλεκτροστατικές δυνάμεις και ροπές. Μέθοδος Coulomb, ηλεκτροστατική πίεση, μέθοδος τανυστή πίεσης του Maxwell.

Ηλεκτρικό πεδίο ροής μονίμων ρευμάτων. Ένταση Ηλεκτρικού ρεύματος, Πυκνότητα ρεύματος. Κατανομές των ηλεκτρικών ρευμάτων, Η εξίσωση της συνεχείας. Χρόνος χαλάρωσης του ηλεκτρικού φορτίου, Κατανάλωση της ηλεκτρικής ισχύος, ο νόμος του Joule. Αντίσταση και αγωγιμότητα, Μέθοδοι υπολογισμού της αντίστασης, Μοντελοποίηση των πηγών της ηλεκτρικής ενέργειας, Οι νόμοι του Kirchhoff.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Παραδόσεις στην αίθουσα διδασκαλίας (3 ώρες ανά διδακτική εβδομάδα, όπου συμπεριλαμβάνονται 1 ώρα φροντιστήριο/σεμινάριο), μέσω PowerPoint ή με χρήση κιμωλίας (ή "marker") σε πίνακα (στο φροντιστήριο).

Οι φοιτητές/φοιτήτριες καλούνται να λύνουν προβλήματα κατ’ οίκον τις οποίες και παραδίδουν

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Το μάθημα έχει καταχωρηθεί στο eclass (σύστημα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης) ως Κλειστό Μάθημα

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Γραπτές εξετάσεις που περιλαμβάνουν: (προαιρετική) Πρόοδο και Τελική Εξέταση.

Η βαθμολογία προκύπτει σύμφωνα με τον τύπο:

Τελικός Βαθμός = Max [ (Πρόοδος´35% + Τελική Εξέταση´55% + Ασκήσεις´10%), (Τελική Εξέταση) ].

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

Θ. Δ. Τσιμπούκης. Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο (ένας τόμος)

D. Cheng, Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία και Κύματα

D. Griffiths. Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική (Σε ένα τόμο)

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά: