Ηλεκτρομαγνητική θεωρία και γραμμές μετάδοσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η εισαγωγή και μια ανάλυση στο τομέα της Ηλεκτρομαγνητικής Θεωρίας όσο και των Εφαρμογών της στις Γραμμές Μετάδοσης η οποία θα εκπονηθεί στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τεχνολογικής Εκπαίδευσης του Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Δυτικής Ελλάδας .Αρχικά θα παρουσιαστεί η θεωρητική προσέγγιση σημαντικών εννοιών που απαρτίζουν το σύνολο της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας ενώ συγχρόνως θα αναλυθούν το θεωρητικό υπόβαθρο και το μοντέλο των γραμμών μεταφοράς και μετάδοσης. Ειδικότερα θα παρουσιαστούν το βασικό στέλεχος της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας δηλαδή οι 4 εξισώσεις Maxwell οι οποίες σε συνδυασμό με την δύναμη Lorentz είναι η βάση του κλασσικού ηλεκτρομαγνητισμού ,της οπτικής και των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Επιπρόσθετα θα τονιστούν οι απαραίτητες προαπαιτούμενες μαθηματικές σχέσεις που μοντελοποιούν τις εξισώσεις αυτές και τη θεωρία των γραμμών μεταφοράς και μετάδοσης όπως είναι οι ηλεκτρομαγνητική κυματική εξίσωση, μαθηματικοί ορισμοί διαφορικών εξισώσεων και διανυσματικών τελεστών για τις εξισώσεις Maxwell. Παράλληλα με την εννοιολογική περιγραφή των παραπάνω θα διατυπωθούν τα θεωρητικά θεμέλια για τις γραμμές μεταφοράς και μετάδοσης όπως π.χ οι εξισώσεις του τηλέγραφου και τα απαραίτητα στοιχεία για την μοντελοποίηση τους. Παράλληλα θα αναλυθούν και τα ειδικά εξαρτήματα σε τέτοιες γραμμές όπως είναι οι κεραίες και οι πομποδέκτες σε συνδυασμό με το θεωρητικό υπόβαθρο τους και συγχρόνως τις πρακτικές εφαρμογές και σκοπιμότητες τους . Στη συνέχεια έπειτα από τη θεωρητική προσέγγιση και ανάλυση των παραπάνω θα εξεταστούν η χρησιμότητα και οι πρακτικές εφαρμογές τους. Ταυτόχρονα θα γίνει και μια μικρή αναφορά στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και τους κανονισμούς που διέπουν τέτοια συστήματα περί προστασίας από ηλεκτρομαγνητικά πεδία και ακτινοβολία. Τελικός στόχος της παρούσας πτυχιακής είναι η αποτύπωση και η στοιχειώδη εμβάθυνση στις έννοιες του Ηλεκτρομαγνητισμού και των Γραμμών Μετάδοσης και Μεταφοράς αλλά και ένας πρακτικός προσανατολισμός της χρησιμότητα και χρηστικότητας αυτών.