Перелік питань
для державного екзамену випускників
освітньо-кваліфікаційного рівня «Бакалавр»
за напрямом 6.050902 «Радіоелектронні апарати» зі спеціальності
6.091003 «Електронна побутова апаратура» 2014 р.
1.1. Розділ 1. Дисципліна «Електродинаміка та пристрої надвисоких частот».
Сформулюйте пряму та обернену задачі електростатики і вкажіть особливості математичного апарату, який доцільно застосувати при розв’язанні кожної з них.
На основі яких функціональних зв’язків між джерелами електричного поля і його характеристиками розв’язується пряма задача електростатики?
На основі яких функціональних зв’язків між джерелами електричного поля і його характеристиками розв’язується обернена задача електростатики?
Який показник електростатичного поля визначається його роботою по перенесенню електричного заряду з однієї точці простору в іншу? Як він пов’язаний з джерелами і характеристиками електростатичного поля? Вкажіть його одиницю вимірювання.
5 Як пов’язані значення складових вектора напруженості електростатичного поля на поверхні розділу двох різних діелектриків?
Як веде себе потенціал на границі розділу двох середовищ? Чи змінюються його значення стрибком, подібне напруженості електростатичного поля?
Якими є граничні умови електростатики на поверхні ідеального провідника?
Запишіть рівність Гауса-Остроградського в інтегральній формі та пояснить її фізичний зміст. Який елемент формули містить точку, в котрої визначається напруженість електричного поля?
Запишіть рівність Гауса-Остроградського в диференційній формі у загальному вигляді та поясніть її фізичний зміст. Запишіть цю рівність у прямокутній системі координат.
Яку з двох форм запису рівності Гауса-Остроградського застосують при розв’язанні прямих або обернених задач електростатики, чому?
Надайте визначення градієнта потенціалу електростатичного поля. Вкажіть його зв’язок з вектором напруженості поля і джерелом цього поля.
Яке співвідношення дозволяє визначати значення основної характеристики магнітостатичного поля у випадку „товстого” провідника з постійним струмом? Якими є одиниці вимірювань елементів, що знаходяться в лівої та правої частинах цього співвідношення, як воно називається?
Яку математичну форму запису надають цьому співвідношенню, якщо необхідно розв’язати протилежну задачу?
Яким є функціональний зв’язок між лівими частинами двох форм надання цього співвідношення, а також між правими їх частинами?
З якою метою і як вводиться параметр, який зветься векторним потенціалом магнітного поля?
У чому полягає сутність процедури розв’язання прямої задачі магнітостатики у загальному вигляді? Надайте послідовність, тобто алгоритм її розв’язування.
Запишіть закон повного струму в інтегральній формі та пояснить його фізичний зміст. Який елемент формули містить точку, в котрої визначається напруженість магніто статичного поля?
Запишіть закон повного струму в диференційній формі у загальному випадку та поясніть фізичний зміст лівої та правої частин відповідного співвідношення. Запишіть це співвідношення у прямокутній системі координат.
Надайте повну систему рівнянь Максвела в звісних Вам формах запису, пояснить фізичний зміст кожного з рівнянь і зміст їх системи у цілому. Пояснить, чому система складається з шості рівнянь?
На основі рівнянь Максвела обґрунтуйте можливість збудження і поширення радіохвиль у довільному просторі, можливість здійснення радіозв’язку.
Який фізичний зміст має поняття – „Тангенс кута діелектричних втрат”? Від яких показників середовища і сигналу він залежить? Як він пов’язаний з граничною частотою?
Запишіть Теорему Умова–Пойнтинга в інтегральній та диференційній формах. Установить одиниці вимірювання їх правих і лівих частин. Як праві (ліві) частини різних форм запису взаємопов’язані?
Зобразить на рисунку вектори
і
.
Визначте напрям поширення фронту хвилі.Запишіть у прямокутній системі координат хвильові рівняння для миттєвих значень напруженостей електричного і магнітного полів, для їх комплексних амплітуд і в символічної формі. Визначте позитивні якості і недоліки кожної з форм запису.
Запишіть та прокоментуйте ознаки та відповідні їм назви звісних Вам типів електромагнітних хвиль.
Укажіть принципову відміну між структурами електромагнітних полів в ближньої і в дальньої зонах будь-якого з елементарних збуджувачів, а також – між фізичними процесами, що існують у цих зонах.
Проаналізуйте та поясніть причини виникнення режимів біжучої та стоячої хвиль над ідеально провідною поверхнею при падінні на неї плоскої хвилі.
Обґрунтуйте фізичну сутність та особливості процесу виникнення поздовжньо-електричної хвилі (хвилі типу „Е ”) над ідеально провідною поверхнею.
Обґрунтуйте фізичну сутність та особливості процесу виникнення поздовжньо-магнітної хвилі (хвилі типу „Н ”) над ідеально провідною поверхнею.
Якими особливостями характеризується режим роботи хвилевода, якщо його збуджувати на довжіні хвилі, яка перевершує критичну?
Чи усі хвилі, що можуть збуджуватися у хвилеводах круглого перерізу, мають відповідні аналоги у прямокутних хвилеводах? Обґрунтуйте свою відповідь.
Якою є процедура формального переходу від структури поля у хвилеводі до структури поля в порожнистому об’ємному резонаторі відповідної форми? Якою є принципова різниця між електромагнітними процесами, що відбуваються в хвилеводі та резонаторі?
Від яких факторів залежить добротність (якість) порожністого об’ємного резонатора? Чи впливає навантаження резонатора на його добротність?
Від яких обставин залежить власна частота (довжина) хвилі порожністого об’ємного резонатора? Коливання якого типу характеризується мінімальною власною частотою?
Якою є принципова відміна квазістаціонарного об’ємного резонатора від порожністого? Які конструкції однокамерних квазістаціонарних резонаторів Вам звісні? Зобразить структуру електромагнітного поля у кожному з них.
Яку конструктивну особливість має багатокамерний квазістаціонарний об’ємний резонатор і електромагнітне поле в ньому? Чи впливає кількість камер на його резонансну частоту?