Zusammen mit einer kurzen Einführung in das System der Maxwellschen Gleichungen und einer Definition der Feldgrößen lehrt das Buch mit charakteristischen Beispielen die Lösungsmethodik der Feldtheorie. Schwerpunkte sind dabei statistische und stationäre elektrische und magnetische Felder, quasistationäre elektromagnetische Felder und elektromagnetische Wellen. Für das Verständnis besonders hilfreich ist die Darstellung von Feldlinienbildern. Dieses Lehrbuch bietet eine Sammlung ausgewählter anspruchsvoller Übungsaufgaben mit Lösungen, die es ermöglichen, die elektromagnetische Feldtheorie zu verstehen und sachgerecht anzuwenden.

Verstehen durch Üben - Aufgaben zur elektromagnetischen Feldtheorie

Autorentext

Professor Dr.-Ing. Gerd Mrozynski lehrt das Fach Theoretische Elektrotechnik in der Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Universität Paderborn

Inhalt
1 Grundlegende Gleichungen.- 2 Elektrostatik.- 2.1 Geladene konzentrische Kugeln.- 2.2 Teilkapazitäten einer geschirmten Paralleldrahtleitung.- 2.3 Singuläre Punkte und Linien im Feld von Punktladungen.- 2.4 Kraft auf eine Punktladung im Feld einer Raumladung.- 2.5 Ladungsdichte auf einem leitenden Zylinder vor einer leitenden Ebene.- 2.6 Potential konzentrischer Kugeln.- 2.7 Dipol innerhalb einer dielektrischen Kugel.- 2.8 Potential einer Raumladung mit ortsabhängiger Dichte.- 2.9 Dielektrische Kugel im Feld einer axialen Linienladung.- 2.10 Potentialvorgabe auf konzentrischen Kreiszylindern.- 2.11 Spiegelung an einer leitenden Kugel.- 2.12 Potentialvorgabe auf einem Zylinder mit rechteckigem Querschnitt.- 2.13 Potential halbkugelförmiger Raumladungen.- 2.14 Energie und Kraftwirkung im teilweise gefüllten Plattenkondensator.- 2.15 Potential einer ebenen Anordnung mit homogenen Randbedingungen auf unterschiedlichen Koordinatenflächen.- 2.16 Ladungsspiegelung am dielektrischen Halbraum.- 2.17 Potentialvorgabe auf konzentrischen Zylindern in einer ebenen Anordnung.- 2.18 Kraftwirkung auf eine Ringladung innerhalb eines leitenden Zylinders.- 2.19 Potentialvorgabe auf parallelen Ebenen einer kreiszylindrischen Anordnung.- 2.20 Dielektrischer Zylinder mit ortsabhängiger Flächenladung.- 2.21 Potential und Feldstärke dipolbelegter Flächen.- 2.22 Potentialvorgabe auf einer Kugelfläche.- 2.23 Potentialvorgabe in einer Ebene des unbegrenzten Raumes.- 2.24 Flächenladung in der Grenzschicht zweier Dielektrika.- 2.25 Kraft auf eine Punktladung im Feld einer Linienladung vor einer leitenden Kugel.- 2.26 Randfeld eines Plattenkondensators.- 3 Stationäres Strömungsfeld.- 3.1 Radiale Einströmung in einen leitenden Zylinder.- 3.2 Stationäres Strömungsfeld um eineHohlkugel.- 3.3 Strömungsfeld in einem rechteckigen Massivzylinder.- 3.4 Strömungsfeld in einem Zylinder mit Stromzuführung über Schneiden.- 3.5 Stromverteilung in einem kreiszylindrischen Leiter mit axialer Inhomogenität.- 3.6 Stationäres Strömungsfeld um eine leitende Kugel.- 4 Magnetisches Feld stationärer Ströme.- 4.1 Magnetisches Feld einer Anordnung aus Linienleitern.- 4.2 Magnetisches Feld eines planaren Leiters.- 4.3 Magnetische Energie und Induktivität kreiszylindrischer Anordnungen.- 4.4 Schirmung des magnetischen Feldes einer Paralleldrahtleitung.- 4.5 Magnetisches Feld in einem abgesetzten Zylinder mit stationärer Stromverteilung.- 4.6 Kraft auf eine Leiterschleife vor einer permeablen Kugel.- 4.7 Schirmung eines homogenen magnetischen Feldes durch einen permeablen Hohlzylinder.- 4.8 Gegeninduktivität ebener Leiterschleifen.- 4.9 Magnetische Kopplung von Leiterschleifen.- 5 Quasistationäres Feld.- 5.1 Stromverteilung in einem leitenden, geschichteten Zylinder.- 5.2 Rotierende Leiterschleife.- 5.3 Kraftwirkung durch induzierte Stromverteilung in einer leitenden Kugel.- 5.4 Komplexer Widerstand eines Koaxialkabels.- 5.5 Induzierte Stromverteilung im leitenden Halbraum.- 5.6 Induzierte Stromverteilung durch einen bewegten Leiter.- 5.7 Leitender Massivzylinder im magnetischen Drehfeld.- 5.8 Verlustleistung und Energiebilanz in einer leitenden Kugel im transienten Feld einer Leiterschleife.- 5.9 Induzierte Stromverteilung in einem leitenden Zylinder.- 5.10 Zylindrischer Leiter mit axialer Inhomogenität.- 5.11 Frequenzabhängige Stromaufteilung in Leitern mit unterschiedlicher Leitfähigkeit.- 5.12 Stromkreis mit massiven Zuleitungen.- 5.13 Magnetisch gekoppeltes elementares Leitersystem.- 5.14 Induzierte Stromverteilung in einer leitenden Plattedurch ein erregendes homogenes Feld mit beliebig vorgegebener Zeitabhängigkeit.- 6 Elektromagnetische Wellen.- 6.1 Schaltvorgang auf idealen Leitungen.- 6.2 Anregung hybrider Wellen im Rechteckhohlleiter.- 6.3 Anregung transversal elektrischer Wellen in einer einseitig abgeschlossenen Bandleitung.- 6.4 Koaxialleitung mit inhomogenem Dielektrikum.- 6.5 Zylindrischer Hohlleiterresonator mit inhomogener Permittivität.- 6.6 Geführte Wellen der geschichteten Bandleitung.- 6.7 Hertzsche Dipole in einer Gruppe.- 6.8 Lineare Antenne vor leitender Ebene.- 6.9 Hohlleiter mit unterschiedlichen Dielektrika.- 6.10 Reflexion einer ebenen Welle an einer leitenden Platte.- 6.11 Geführte Wellen an dielektrischer, planarer Schicht.- 6.12 Planarer, geschichteter Wellenleiter.- 6.13 Beugung am dielektrischen Zylinder.