Exam text content

DEE-12100 Sähkömagnetiikka 2
Tentti 6.5.2016, Saku Suuriniemi.
Ei muistiinpanoja, ei laskimia. Kaikki tehtävät 6 pistettä.

1. Muodosta 6 paikkansa pitävää virkettä. Käytä kukin alku kerran ja loppu korkeintaan kerran.
Kirjoita vastaukseksi vain lista pareja, 1X, 2Y, 3Z,

 

A —Ideaalijohde K kuvaa sähkökentän aikamuutoksia.

2 Tunkeutumissyvyys B vaatii riittävän korkean taajuuden.

3 Faradayn laki C kuvaa sähkömagneettisen induktion.

; K Antenniryhmän ryhmätekijä N” kuvaa vaimenemista.
x Aaltoputki E koostuu vähintään kahdesta johtimesta.
6 Siirtolinja F = heijastaa aallon täydellisesti.

A riippuu suunnasta.

 

2. Selitä korkeintaan kahdella virkkeellä:
(a) Viivästyneet potentiaalit. (b) Hyvä johde '. (c) Kokonaisheijastuksen rajakulma.

3. Analysoi Poyntingin teoreemalla sähköisen energian säilyminen seuraavissa tilanteessa:

1d 14
— [=-30v 55% [2-Dav+55 [H] [2xH-mdä
v m v. o.
(a) Ideaälijohtavaan käämiin johdetaan järjestelmän V ulkopuolelta vaihtovirta. (b) Käämimy$ 7

sisään sijoitetaan johtava metallikappale, jolloin käämi toimii iduktiokuumentimena. (c) Ns.
loistehon kompensoimiseksi käämin kanssa rinnakkain laitetaan kondensaattori, jolloin kuor-
mitustilanteessa. järjestelmään syötetty teho on joka hetki ei-negatiivinen.

4. Ohjattu essee (max. 1 sivu): Tasoaalto.
Kysymyksiä virikkeeksi: Mitä sana *tasoaalto” tarkoittaa? Mihin suuntaan ovat E, H, ja
k? Miksi tasoaaltoa tarvitaan? Miten sellaisen saa käytännössä aikaan? Millaisia tasoaaltoja
eri väliaineisiin syntyy (paikallisesti)? Minkä asioiden yhteydessä muistat kurssilla käytetyn
tasoaaltoja?

5. Suorakulmaisessa aaltoputkessa (leveys a) etenevän TEon-moodin sähkökenttä on
E(r,t) = Fouy(ei(ken+k=71wt) — oi(-koa+tkus-ut))

arvolla k; = T*. (a) Mikä on aallon magneettikentän voimakkuus H(r, t)? (b) Mikä on putkea
pitkin (eli poikkileikkauksen läpi) välittyvän tehon aikakeskiarvo?

sz

o

1 90 90 v0 70 0
1 80 90 vo 70 0

Kuva 1: TEoi ja TEo2-moodien sähkökentät ylhäältä nähtyinä.

1 Aaltolukua sitoo ehto k? = juwgyu + e/uv?