Översikt

  • Tervetuloa Kenttäteoria-kurssille syksyllä 2023!

    Kenttäteoria-kurssi sisältyy Sähkötekniikan kandidaattiohjelman "Elektroniikka ja sähkötekniikka" -pääaineen opintoihin. Suositeltava ajoitus kurssin suorittamiselle on toisen opiskeluvuoden syksy, ja se toimii jatkona perusopintojen fysiikan kurssille "Sähkö ja magnetismi". Kurssilla opiskellaan sähkötekniikan perusteita ja perehdytään syvällisemmin sähköopilliseen ajatteluun, joka muodostaa vankan pohjan edistyneemmälle osaamiselle sekä DI-opinnoille eri aloilla, kuten sähköenergiatekniikassa, elektroniikassa, antenneissa, mikroaaltotekniikassa ja optiikassa. Keskeisellä sijalla kurssilla ovat differentiaalimuotoiset Maxwellin yhtälöt, jotka edustavat klassisen sähköopin kattavinta ja siten merkittävintä olemassa olevaa teoriaa:

    \nabla \cdot \textbf{D} = \rho       \nabla \cdot \textbf{B} = 0        \nabla \times \textbf{E} = -\frac{\partial}{\partial t} \textbf{B}         \nabla \times \textbf{H} = \textbf{J} + \frac{\partial}{\partial t} \textbf{D}

    Sähkömagneettinen kenttäteoria on keskeinen osa sähköteknillistä yliopisto-opetusta, ja sen hallitseminen on välttämätöntä nykyaikaisen tekniikan ja teknologisten sovellusten syvällisemmän ymmärtämisen kannalta. Kenttäteoria on merkittävässä roolissa monilla tärkeillä sovellusalueilla, kuten langattoman viestinnän, tietoliikenteen, antennijärjestelmien, tutka- ja avaruustekniikan, lääketieteellisen kuvantamisen, optisten- ja valojärjestelmien, aurinkoenergian hyödyntämisen, sähköverkkojen ja sähkömekaanisten laitteiden suunnittelussa sekä sähkömagneettisten häiriöiden hallinnassa. Näiden sovellusalueiden kautta opiskelijat pääsevät konkreettisesti ymmärtämään, miten sähkömagneettista kenttäteoriaa sovelletaan käytännön tekniikkaan ja teknologioihin. Pyrimme innokkaasti tukemaan opiskelijoita sähköteknillisen fysiikan perusteiden hahmottamisessa ja valmistamaan heitä kohtaamaan tulevaisuuden teknologiset haasteet. Haluamme myös inspiroida heitä jatkamaan näiden alojen opiskelua, tutkimusta ja valmentautumaan tuleviin tieteellisiin uramahdollisuuksiin.

    Kurssin alussa tarvitaan oppikirjaa Lindell-Sihvola: Sähkömagneettinen kenttäteoria - 1. Staattiset kentät. Myöhemmin syksyllä tarvitaan kirjaa Sihvola-Lindell: Sähkömagneettinen kenttäteoria - 2. Dynaamiset kentät. Oheislukemistoksi suositellaan kirjaa Sihvola: Sähkömagneettisen kenttäteorian harjoituskirja, josta löytyy suuri määrä laskuesimerkkejä vastauksineen. Lähes kaikki alan perusteokset soveltuvat opiskelumateriaaliksi.