Exam text content

Ani lei ONONen

SMG-1400 SÄHKÖMAGNEETTISET KENTÄT JA AALLOT 2

Tentti 13.3.2013 Saku Suuriniemi.

Fi muistiinpanoja, ei laskimia. Kaikki tehtävät 6 pistettä.

Huom! Suoritus voidaan hylätä tehtävien 1 ja 2 pistesumman perusteella (jos alle 9p).

1. Kokoa kuusi kurssin sisältöä koskevaa väitettä: käytä kukin lauseen alku kerran ja loppu
korkeintaan kerran. Mielekkäästä ja paikkansapitävästä lauseesta aina yksi piste, muuten
nolla. Vastaus konseptipaperille numerojärjestyksessä muodossa 1X, 2Y, 3Z,

 

1 Pyörrevirta A — määritellään suhteena aallonpituuteen.

2 Rajapintaehto B — kuvaa järjestelmään varastoituvaa sähköistä energiaa.
3 Sähköinen koko C johdetaan Maxwellin integraaliyhtälöistä.

4 Polarisaatio D on induktion seuraus johteessa.

5 Heijastuminen E määritellään aallon vaimenemisen avulla.

6 Tunkeutumissyvyys F määritellään sähkökentän aikakäytöksestä.

G vaatii äkkimuutoksen ominaisimpedanssissa.

 

2. Selitä korkeintaan kahdella virkkeellä (a) Poyntingin vektori, (b) Gaussin laki magneettiken-
tälle ja (c) rajapinta.

3. Oikein vai väärin? Perustele lyhyesti tai anna esimerkki. Kysymykset koskevat lineaarista
häviötöntä muuntajaa, jonka sydämessä on kaikilla poikkileikkauksilla sama magneettivuo.
(a) Kun ensiön virta kasvaa, toision smv kasvaa. (b) Edellinen toision muutos on neliöllinen
ensiön muutokseen nähden. (c) Kun syötetty taajuus kasvaa ja ensiön virta pysyy vakio-
na, toision smv kasvaa. (d) Kun toisioon kytketty resistanssi kasvaa, toision smv pienenee.
(e) Ensiövirran mikä tahansa aaltomuoto toistuu kuormittamattoman toision smv:ssä. (f) En-
siöjännitteen mikä tahansa aaltomuoto toistuu kuormittamattoman toision smv:ssä.

4. Analysoi Poyntingin teoreemalla tapaukset (kaikki komponentit samassa järjestelmässä):

1d 17
— [=-34v-55% /=-Dav+55 [m -Bavi /uxH män
V Vv Vv OV

(a) Kondensaattori purkautuu hitaasti vastuksen läpi. (b) Kelaan syötetään paristosta virta
joka ensin nousee ja sitten laskee taas nollaan, ja vieressä on vastukseen kytkettynä toinen
kela. (c) Virta värähtelee ideaalijohtavassa kelan ja kondensaattorin resonanssikykennässä,
kuitenkin hiljalleen vaimentuen.

5. Millainen aalto olisi summattava mukaan, jotta päästäisiin seuraaviin tavoitteisiin:
(a) Lineaarisesti polarisoituneesta aallosta E(z, t) = Eoiedlkz-0?) pyöröpolarisoitunut ampli-
tudin |£0| aalto? (2p, yksi lauseke riittää.)

(b) Elliptisesti polarisoituneesta aallosta E(z,t) = (Ezi+ Ey, j)erlke—0") Jineaarisesti polari-
soitunut? (4p kaikki ratkaisut tuottavasta lausekkeesta.)

 

ww"