Передмова

Навчальний посібник призначено для студентів технічних університетів денної та заочної форм навчання, які, згідно з Постановою Кабінету Міністрів України №1719 від 13.12.2006, навчаються за напрямом 6.050902 "Радіоелектронні апарати" в галузі знань 0509 "Радіотехніка, радіоелектронні апарати та зв'язок".

Зміст та порядок викладення матеріалу такий, що сприяє засвоєнню основних положень технічної електродинаміки і використанню їх для розв'язання практичних задач. Особливу увагу приділено розвитку навичок розрахунку характеристик за запропонованим технічним завданням.

Структура посібника  2 частини, 8 розділів. Частина 1 присвячена загальним властивостям електромагнітного поля, тому ії 3 розділи містять фундаментальні питання технічної електродинаміки. Без проробки цього матеріалу вивчення наступних розділів неможливе. В частині 2 (розд. 4 – 8) пропонуються розрахунки параметрів ліній передачі різних видів.

Кожен розділ містить п'ять підрозділів: стислі теоретичні відомості, ключові питання¹⁾, приклади розв'язання завдань, індивідуальне завдання, питання до його захисту.

Індивідуальне завдання складається з певної кількості задач, поданих у десятках варіантів. Нумерація задач проводиться у межах розділу, більшість з них взаємопов'язані з задачами попередніх розділів і є логічним їх продовженням. В кожному розділі запропоновано завдання підвищеної складності. Всі задачі мають контрольні відповіді.

Для зручності користування в посібник введено термінологічний словник, наведений українською, російською та англійською мовами.

Під час написання навчального посібника автором використано багаторічний досвід викладання курсу "Технічна електродинаміка" студентам з напрямів підготовки "Електронні апарати", "Метрологія та вимірювальна техніка", "Телекомунікації", "Інформаційна безпека" на кафедрах "Технічна електродинаміка і антени" та "Основи радіотехніки" у Харківському національному університеті радіоелектроніки.

Автор сподівається, що навчальний посібник допоможе студентам опанувати методику розв'язання практичних задач, активізує їх самостійну роботу та сприятиме підвищенню фундаментальної теоретичної і практичної підготовки з питань технічної електродинаміки.

Частина 1 загальні властивості електромагнітного поля

До частини 1 навчального посібника включено три розділи.

Перший розділ містить основні відомості про вектори електромагнітного поля і про середовища його існування. Основну увагу приділено фізичному трактуванню системи рівнянь Максвелла та її найважливішим наслідкам. Розрахункові завдання абсолютно не складні і спрямовані на визначення класичних параметрів, таких як частота, довжина хвилі, діелектрична проникність, напруженість поля.

У другому розділі розглянуто енергетичні характеристики електромагнітного поля: миттєві та середні за період значення енергії, вектор Пойнтинга, потужність, рівняння балансу потужностей, добротність і умова резонансу ізольованого об'єму.

Третій розділ присвячений розрахунку параметрів електромагнітних хвиль. На прикладі хвиль, що поширюються в необмежених середовищах із різними значеннями тангенса кута втрат (провідник, ідеальний діелектрик і діелектрики з малими та великими втратами), знаходять і порівнюють значення амплітуд електричного та магнітного поля, коефіцієнтів загасання та фази, довжин хвилі, характеристичних опорів, фазових швидкостей та швидкостей поширення, глибин скін-шару. Паралельно трактуються назви електромагнітних хвиль  біжуча, пряма, однорідна, поперечна, пласка, дисперсна тощо.

Підкреслимо, що поданий у цих розділах навчальний матеріал є фундаментальною основою технічної електродинаміки. Без ретельної проробки теоретичних відомостей і без виконання індивідуальних завдань подальше вивчення електродинаміки неможливе.