- •3436 Методичні вказівки та завдання
- •Частина 1 загальна характеристика роботи
- •1.1 Мета курсової роботи
- •1.2 Тематика курсової роботи
- •1.3 Структура та зміст роботи
- •1.4 Методика знаходження структури електромагнітних полів
- •1.5 Вимоги щодо оформлення курсової роботи
- •1.6 Організація та захист курсової роботи
- •1.7 Питання, що виносяться на захист курсової роботи
- •Частина 2 методи і приклади розрахунку структури електромагнітних полів
- •2.1 Розрахунок структури осесиметричних стаціонарних електромагнітних полів
- •2.2 Розрахунок структури змінних електромагнітних полів у хвилеводі
- •ДодатокА
- •ДодатокБ
- •ДодатокВ
- •ДодатокГ
- •ДодатокД
- •ДодатокЕ
- •Методичні вказівки та завдання
- •6.050801 – Мікро- та наноелектроніка,
- •6.050802 – Електронні пристрої та системи
ДодатокА
(довідковий)
Приклад оформлення титульного аркуша
Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Конотопський інститут
Кафедра фундаментальних і загальнонаукових дисциплін
З В І Т
із курсової роботи
«Розрахунок структури електромагнітних полів»
із курсу «Теорія поля»
Розробив
ст. групи ЕП-12к В. О. Іванов
До захисту допущений:
________________
(дата)
Керівник роботи І. С. Петров
Конотоп 2014
ДодатокБ
(довідковий)
Приклад оформлення завдання до курсової роботи
Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Конотопський інститут
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедрою
______________
«___» ______________
ЗАВДАННЯ
до курсової роботи
«Розрахунок структури електромагнітних полів»
із курсу «Теорія поля»
Студент ____________________________________
група ________________ курс _________________
номер варіанта _____________
Дата подання виконаної роботи __________
Графік виконання роботи:
Номер пункту |
Вид виконуваної роботи |
Термін виконання |
I |
Розрахунок статичних полів |
|
II |
Розрахунок змінних полів |
|
III |
Захист роботи |
|
Дата видачі завдання _________________________
Керівник _________________________ /_________/
Завдання отримав «___»_____________ 2014 р.
Студент _________________________ /_________/
ДодатокВ
(довідковий)
Приклад оформлення реферату
Звіт із курсової роботи: 25 с., 6 рис., 3 табл., 2 додатка, 5 джерел посилань.
Об’єкт дослідження – діелектрична куля у зовнішньому електростатичному полі і прямокутний хвилевод із хвилею .
Мета роботи – розрахунок структури полів всередині та зовні кулі, а також у хвилеводі для наведених у завданні геометричних і електричних параметрів.
Метод дослідження – метод розподілу змінних при інтегруванні диференційних рівнянь для отримання виразів потенціалів і напруженостей полів в аналітичному вигляді з подальшою побудовою на ЕОМ структури цих полів.
Для заданої геометрії і параметрів середовища отримані аналітичні вирази значень потенціалів і напруженостей полів всередині і зовні кулі, а також розрахункові співвідношення для дипольного моменту. У випадку хвилі , що поширюється в прямокутному хвилеводі перерізоммм, шляхом інтегрування хвильового рівняння і використання рівнянь Максвелла отримані співвідношення, що описують поведінку поперечних і поздовжніх компонент полів, а також фазової і групової швидкостей хвилі. Шляхом використання ЕОМ побудовані картини структури статичних полів для кулі і змінних полів для хвилеводу. Розраховано значення дипольного моменту кулі і проаналізовано поведінку фазової і групової швидкостей.
Ключові слова: ПОЛЕ, ХВИЛЯ, ДИСПЕРСІЯ, КРИТИЧНА ЧАСТОТА, ФАЗОВА І ГРУПОВА ШВИДКОСТІ.
ДодатокГ
(обов'язковий)
ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ
Розрахунок структури осесиметричних стаціонарних електромагнітних полів
Загальне завдання
Осесиметричне тіло радіусом перебуває в однорідному зовнішньому електричному поліперпендикулярному до його осі (табл. Г.1). Задано характеристики навколишнього середовища. Одержати аналітичні вирази для потенціалівій полівівідповідно усередині й поза тілом. Для заданих числових значень параметрів завдання побудувати сімейство еквіпотенціальних ліній (10 ліній) у площині, перпендикулярній до осі симетрії тіла.
Знайти вектор електричної індукції в точці.
Таблиця Г.1
Вар. |
Об'єкт |
см |
кв/м |
Координати точки | |||
см | |||||||
1 |
Нескінченний діелектричний циліндр у діелектричному середовищі |
5 |
15 |
6 |
3 |
6 |
30 |
2 |
3 |
20 |
2 |
8 |
2 |
45 | |
3 |
2,5 |
11 |
3 |
5 |
3 |
60 | |
4 |
5 |
100 |
12 |
6 |
4 |
90 | |
5 |
5 |
150 |
70 |
6 |
3 |
0 | |
6 |
4 |
75 |
2 |
9 |
5 |
120 | |
7 |
Нескінченний діелектричний циліндр у вакуумі |
7 |
20 |
2 |
1 |
8 |
30 |
8 |
8 |
100 |
8 |
1 |
7 |
45 | |
9 |
10 |
150 |
6 |
1 |
11 |
60 | |
10 |
5 |
200 |
10 |
1 |
4 |
90 | |
11 |
4 |
300 |
7 |
1 |
5 |
0 | |
12 |
3 |
250 |
8 |
1 |
2 |
120 |
Продовження табл. Г.1
Вар. |
Об'єкт |
см |
кв/м |
Координати точки | |||
см | |||||||
13 |
Нескінченна циліндрична порожнина в діелектричному середовищі
|
4 |
13 |
1 |
4 |
3 |
30 |
14 |
6 |
180 |
1 |
100 |
5 |
90 | |
15 |
4 |
400 |
1 |
5 |
5 |
120 | |
16 |
8 |
50 |
1 |
10 |
9 |
45 | |
17 |
5 |
100 |
1 |
6 |
4 |
60 | |
18 |
7 |
200 |
1 |
50 |
8 |
0 | |
19 |
Діелектрична куля в діелектричному середовищі
|
6 |
45 |
2 |
6 |
5 |
30 |
20 |
8 |
50 |
3 |
5 |
9 |
45 | |
21 |
6 |
24 |
4 |
1 |
5 |
60 | |
22 |
5 |
25 |
2 |
10 |
6 |
90 | |
23 |
4 |
34 |
10 |
5 |
3 |
0 | |
24 |
4 |
30 |
4 |
8 |
3 |
120 | |
25 |
Діелектрична куля у вакуумі |
4 |
10 |
8 |
1 |
5 |
30 |
26 |
6 |
20 |
6 |
1 |
5 |
45 | |
27 |
8 |
10 |
5 |
1 |
9 |
60 | |
28 |
5 |
15 |
9 |
1 |
6 |
90 | |
29 |
4,5 |
14 |
7 |
1 |
4 |
0 | |
30 |
3 |
5 |
6 |
1 |
2 |
120 | |
31 |
Куляста порожнина в діелектричному середовищі
|
4 |
15 |
1 |
7 |
5 |
30 |
32 |
6 |
20 |
1 |
8 |
3 |
45 | |
33 |
5 |
18 |
1 |
5 |
5 |
60 | |
34 |
5 |
12 |
1 |
2 |
6 |
90 | |
35 |
8 |
10 |
1 |
4 |
7 |
0 | |
36 |
7 |
15 |
1 |
6 |
8 |
120 |
Загальне завдання
Осесиметричне тіло радіусом перебуває в однорідному зовнішньому магнітному полі, перпендикулярному до його осі (табл. Г.2). Задано матеріальні характеристики навколишнього середовища. Одержати аналітичні вираження для потенціалівій полівівідповідно усередині й поза тілом. Для заданих числових значень параметрів завдання побудувати сімейство еквіпотенціальних ліній (10 ліній) у площині, перпендикулярній до осі симетрії тіла.
Знайти вектор магнітної індукції у точці .
Таблиця Г.2
Вар. |
Об'єкт |
, см |
, А/м |
Координаты точки М | |||
, см | |||||||
37 |
Нескінченний провідний циліндр у магнітному середовищі |
2 |
35 |
5 |
3 |
30 | |
38 |
4 |
30 |
6 |
5 |
0 | ||
39 |
3 |
25 |
4 |
4 |
120 | ||
40 |
6 |
40 |
4 |
5 |
60 | ||
41 |
8 |
20 |
8 |
7 |
90 | ||
42 |
5 |
35 |
4,5 |
4 |
45 | ||
43 |
Нескінченний магнітний циліндр у вакуумі |
3 |
45 |
1 |
5 |
30 | |
44 |
2,5 |
30 |
1 |
3 |
60 | ||
45 |
2 |
32 |
1 |
3 |
90 | ||
46 |
6 |
25 |
1 |
5 |
45 | ||
47 |
5 |
50 |
1 |
4 |
120 | ||
48 |
Нескінченна циліндрична порожнина в магнітному середовищі |
5 |
20 |
1 |
6 |
30 | |
49 |
4 |
30 |
1 |
3 |
60 | ||
50 |
6 |
45 |
1 |
5 |
90 | ||
51 |
8 |
50 |
1 |
9 |
0 | ||
52 |
4,5 |
25 |
1 |
4 |
120 | ||
53 |
Магнітна куля в магнітному середовищі |
3 |
50 |
999 |
2 |
2 |
30 |
54 |
4,5 |
99 |
5 |
5 |
60 | ||
55 |
2,5 |
74 |
3 |
3 |
90 | ||
56 |
6 |
100 |
5 |
0 |
Продовження табл. Г.2
Вар. |
Об'єкт |
, см |
, А/м |
Координати точки М | |||
, см | |||||||
57 |
Магнітна куля у вакуумі |
5 |
33 |
999 |
1 |
4 |
30 |
58 |
4 |
45 |
1 |
5 |
90 | ||
59 |
6 |
300 |
1 |
5 |
0 | ||
60 |
6 |
75 |
1 |
7 |
60 | ||
61 |
4,5 |
155 |
999 |
1 |
5 |
120 | |
62 |
Кулеподібна порожнина в магнітному середовищі |
3 |
78 |
1 |
4 |
30 | |
63 |
6 |
50 |
1 |
5 |
90 | ||
64 |
4 |
25 |
1 |
3 |
60 | ||
65 |
8 |
100 |
1 |
10 |
9 |
0 | |
66 |
5 |
40 |
1 |
6 |
120 |
Загальне завдання
Осесиметричне тіло радіусом перебуває в однорідному зовнішньому електричному полі, перпендикулярному до його осі (табл. Г.3, 4). Задано матеріальні характеристики навколишнього середовища. Одержати аналітичні вирази для потенціалівій полівівідповідно усередині й поза тілом. Для заданих числових значень параметрів завдання побудувати сімейство еквіпотенціальних ліній (10 ліній) у площині, перпендикулярній до осі симетрії тіла.
Знайти густину зарядів поверхні провідника.
Таблиця Г.3
Вар. |
Об'єкт |
см |
кв/м |
|
Кл/м |
Координати точки | |
см | |||||||
67 |
Нескінченний заряджений провідний циліндр у вакуумі |
3,5 |
18 |
1 |
3,5 |
0 | |
68 |
8 |
50 |
1 |
8 |
90 | ||
69 |
6 |
100 |
1 |
6 |
45 | ||
70 |
10 |
150 |
1 |
10 |
60 | ||
71 |
5 |
300 |
1 |
5 |
30 | ||
72 |
6 |
400 |
|
6 |
0 | ||
73 |
Нескінченний заряджений провідний циліндр у діелектричному середовищі |
4 |
8 |
5 |
4 |
90 | |
74 |
3 |
800 |
100 |
3 |
30 | ||
75 |
3 |
400 |
10 |
3 |
0 | ||
76 |
5 |
100 |
10 |
5 |
45 | ||
77 |
10 |
350 |
50 |
10 |
60 | ||
78 |
4 |
50 |
7 |
4 |
90 | ||
79 |
Нескінченний незаряджений провідний циліндр у вакуумі |
5 |
11 |
1 |
|
5 |
45 |
80 |
6 |
20 |
1 |
|
6 |
60 | |
81 |
8 |
50 |
1 |
|
8 |
30 | |
82 |
10 |
75 |
1 |
|
10 |
0 | |
83 |
2,5 |
100 |
|
|
2,5 |
90 | |
84 |
Нескінченний незаряджений провідний циліндр у діелектричному середовищі |
5 |
9 |
8 |
|
5 |
45 |
85 |
6 |
25 |
6 |
|
6 |
90 | |
86 |
5 |
20 |
2 |
|
5 |
45 | |
87 |
8 |
40 |
10 |
|
8 |
60 | |
88 |
4 |
100 |
5 |
|
4 |
30 | |
89 |
7 |
55 |
8 |
|
7 |
0 |
Таблиця Г.4
Вар. |
Об'єкт |
см |
Кл |
Координати точки | |||
см | |||||||
90 |
Заряджена провідна куля у вакуумі |
4 |
5 |
1 |
4 |
0 | |
91 |
6 |
10 |
1 |
6 |
90 | ||
92 |
8 |
15 |
1 |
8 |
30 | ||
93 |
10 |
20 |
1 |
10 |
60 | ||
94 |
4 |
3 |
1 |
4 |
0 | ||
95 |
Заряджена провідна куля в діелектричному середовищі |
4 |
10 |
12 |
4 |
90 | |
96 |
3 |
15 |
12 |
3 |
30 | ||
97 |
5 |
12 |
10 |
5 |
45 | ||
98 |
6 |
20 |
10 |
6 |
60 | ||
99 |
2 |
8 |
6 |
2 |
0 | ||
100 |
Провідна куля у вакуумі |
5 |
12 |
1 |
|
5 |
90 |
101 |
4 |
10 |
1 |
|
4 |
45 | |
102 |
6 |
50 |
1 |
|
6 |
60 | |
103 |
3 |
18 |
1 |
|
3 |
30 | |
104 |
Провідна куля в діелектричному середовищі |
4 |
12 |
5 |
|
4 |
0 |
105 |
5 |
20 |
8 |
|
5 |
90 | |
106 |
4 |
15 |
2 |
|
4 |
60 | |
107 |
2 |
16 |
7 |
|
2 |
30 |
Загальне завдання
Осесиметричне тіло радіусом перебуває в провідному середовищі (табл. Г.5). По цій системі проходить постійний електричний струм, причому вдалині від циліндра вектор густини струмуне залежить від координаті перпендикулярний до осі симетрії системи. Одержати аналітичні вираження для потенціалівій полівівідповідно усередині й поза циліндром. Для заданих числових значень параметрів завдання побудувати сімейство еквіпотенціальних ліній (10 ліній) у площині, перпендикулярній до осі симетрії завдання.
Знайти вектор густини струму в точці.
Таблиця Г.5
Вар. |
Об'єкт |
Координати точки | |||||
см | |||||||
108 |
Нескінченний провідний циліндр у провідному середовищі |
4 |
20 |
5 |
0 | ||
109 |
3 |
10 |
4 |
45 | |||
110 |
2 |
15 |
3 |
60 | |||
111 |
10 |
30 |
8 |
30 | |||
112 |
15 |
16 |
10 |
90 | |||
113 |
Нескінченна циліндрична порожнина в провідному середовищі |
4,5 |
20 |
|
6 |
0 | |
114 |
3 |
10 |
|
4 |
90 | ||
115 |
6 |
15 |
|
5 |
30 | ||
116 |
8 |
25 |
|
5 |
60 | ||
117 |
2 |
30 |
|
3 |
45 | ||
118 |
Провідна куля в провідному середовищі |
4 |
10 |
3 |
0 | ||
119 |
3 |
100 |
4 |
30 | |||
120 |
6 |
100 |
5 |
60 | |||
121 |
5 |
30 |
4 |
90 |
Розрахунок структури електромагнітних полів у хвилеводі.
Загальне завдання
Для заданого типу хвилі (табл. Г.6) з початковою амплітудою поля кВ/см, що поширюється в прямокутному хвилеводі перерізом, одержати аналітичні вираження поздовжніх і поперечних компонентів полів у комплексній формі запису й для миттєвих значень. Для числових параметрів завдання побудувати епюри полів по осях, а також картину розподілу полів у площинахі. Розрахувати задані характеристики полів і побудувати із залежності від частоти. В усіх випадках вважаємо, що параметр.
Таблиця Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характе-ристика |
1 |
1 |
3 | |||
2 |
2 |
5 | |||
3 |
3,1 |
7 | |||
4 |
5,9 |
1 | |||
5 |
4,5 |
2 | |||
6 |
2,2 |
2,2 | |||
7 |
2,2 |
3 | |||
8 |
3,5 |
5 | |||
9 |
3,5 |
7 | |||
10 |
7 |
1 | |||
11 |
7 |
2,2 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
12 |
10 |
3 | |||
13 |
6 |
5 | |||
14 |
9 |
2 | |||
15 |
9 |
2,2 | |||
16 |
4,5 |
3 | |||
17 |
4,5 |
5 | |||
18 |
7,3 |
7 | |||
19 |
11 |
1 | |||
20 |
6 |
2 | |||
21 |
6 |
2,2 | |||
22 |
8 |
3 | |||
23 |
8 |
5 | |||
24 |
7 |
7 | |||
25 |
8 |
1 | |||
26 |
15 |
2,2 | |||
27 |
14,5 |
7 | |||
28 |
20 |
1 | |||
29 |
13 |
2 | |||
30 |
13 |
2,2 | |||
31 |
21 |
3 | |||
32 |
21 |
5 | |||
33 |
13 |
7 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
34 |
21 |
1 | |||
35 |
20 |
2 | |||
36 |
20 |
2,2 | |||
37 |
27 |
3 | |||
38 |
27 |
5 | |||
39 |
20 |
7 | |||
40 |
24 |
1 | |||
41 |
27 |
2 | |||
42 |
1 |
3 | |||
43 |
2 |
5 | |||
44 |
3,1 |
7 | |||
45 |
5,9 |
1 | |||
46 |
4,5 |
2 | |||
47 |
2,2 |
2,2 | |||
48 |
2,2 |
3 | |||
49 |
3,5 |
5 | |||
50 |
3,5 |
7 | |||
51 |
7 |
1 | |||
52 |
7 |
2,2 | |||
53 |
10 |
3 | |||
54 |
6 |
5 | |||
55 |
9 |
2 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
56 |
9 |
2,2 | |||
57 |
4,5 |
3 | |||
58 |
4,5 |
5 | |||
59 |
7,3 |
7 | |||
60 |
11 |
1 | |||
61 |
6 |
2 | |||
62 |
6 |
2,2 | |||
63 |
8 |
3 | |||
64 |
8 |
5 | |||
65 |
7 |
7 | |||
66 |
8 |
1 | |||
67 |
15 |
2,2 | |||
68 |
14,5 |
7 | |||
69 |
20 |
1 | |||
70 |
13 |
2 | |||
71 |
13 |
2,2 | |||
72 |
21 |
3 | |||
73 |
21 |
5 | |||
74 |
13 |
7 | |||
75 |
21 |
1 | |||
76 |
20 |
2 | |||
77 |
20 |
2,2 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
78 |
27 |
3 | |||
79 |
27 |
5 | |||
80 |
20 |
7 | |||
81 |
24 |
1 | |||
82 |
27 |
2 | |||
83 |
1 |
3 | |||
84 |
2 |
5 | |||
85 |
3,1 |
7 | |||
86 |
5,9 |
1 | |||
87 |
4,5 |
2 | |||
88 |
2,2 |
2,2 | |||
89 |
2,2 |
3 | |||
90 |
3,5 |
5 | |||
91 |
3,5 |
7 | |||
92 |
7 |
1 | |||
93 |
7 |
2,2 | |||
94 |
10 |
3 | |||
95 |
6 |
5 | |||
96 |
9 |
2 | |||
97 |
9 |
2,2 | |||
98 |
4,5 |
3 | |||
99 |
4,5 |
5 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
100 |
7,3 |
7 | |||
101 |
11 |
1 | |||
102 |
6 |
2 | |||
103 |
6 |
2,2 | |||
104 |
8 |
3 | |||
105 |
8 |
5 | |||
106 |
7 |
7 | |||
107 |
8 |
1 | |||
108 |
15 |
2,2 | |||
109 |
14,5 |
7 | |||
110 |
20 |
1 | |||
111 |
13 |
2 | |||
112 |
13 |
2,2 | |||
113 |
21 |
3 | |||
114 |
21 |
5 | |||
115 |
13 |
7 | |||
116 |
21 |
1 | |||
117 |
20 |
2 | |||
118 |
20 |
2,2 | |||
119 |
27 |
3 | |||
120 |
27 |
5 | |||
121 |
20 |
7 |
Продовження табл. Г.6
Вар. |
Тип хвилі |
Довжина хвилі, мм |
Переріз хвилеводу , мм |
Діелектрична проникність |
Характеристика |
122 |
24 |
1 | |||
123 |
27 |
2 |