Exam text content

 

 

DEEFE-12100 Sähkömagnetiikka 2
Tentti 18.11.2015, 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, ...

 

1 Polarisaatio A. estää aallon etenemisen täydellisesti.
2 Hertzin dipoli B = kertoo ioneista uolaliuoksessa.

3 Ominaisimpedanssi C kuvaa sähkökentän aikamuutoksia.

4 Gaussin laki magneettikentälle D on malli lanka-antennille.

5 Rajapintaehto E kertoo kentistä eri aineissa.

6 —Virrantiheys F kertoo aalloista eri aineissa.

G pätee kaikkialla.

 

2. Selitä korkeintaan kahdella virkkeellä: (a) Tasoaalto. (b) Vaihenopeus. (c) Aaltoyhtälö.

3. Analysoi Poyntingin teoreemalla sähköisen energian säilyminen ukkospilven alueella:

1d 1d

— | E-JdV =-<— -Dd =— /H-Bd H:nd

f x)" va) v+ Ex nda
Vv V Vv ov

(a) Nouseva ilmavirtaus nostaa ukkospilven alareunasta postiivisesti varautuneita jäähiukka-

sia pilven yläosaan. (b) Varaus käy niin suureksi että ilman läpilyöntilujuus ylittyy, ja pilvi-

salama lyö pilven läpi (älä ota kantaa magneettikenttään vielä). (c) Salaman virran noustessa

syntyy magneettikenttä, joka romahtaa salaman virran hiipuessa.

4. Ohjattu essee (max. 1 sivu): Heijastuminen. Kysymyksiä virikkeeksi (valikoi näistä — kaik-
kiin ei tarvitse vastata kuuden pisteen saamiseksi): Mitä heijastuminen vaatii? Mistä lähtö-
kohdista sitä voidaan ennustaa? Mitkä suureet ovat keskeisiä, ts. mistä esim. heijastuksen
voimakkuus riippuu? Mitä sovelluksia heijastuksella on — ja missä se on riesa? Heijastuksen

erikoistapauksia?

5. Alla on kuva kahden johtimen sirtolinjasta. Harmaat johtimet ovat päätyjään lukkunotta-
matta eristeen ympäröimiä. Johda suhde ylemmän johtimen kokonaisvirran arvoille kohdissa
z ja 2 + Az sekä pinnan Sa (vihreä) kokonaisvaraukselle. Tässä oletetaan johde ideaaliseksi.
Käytä Amp&re-Maxwellin yhtälöä ja sähkövuontiheyden rajapintaehtoa.

CA() az = Cu(z+Az)

   

 

=