ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΣΟ 1. ΓΕΝΙΚΑ ΧΟΛΗ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΘΛΕΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΘΧΑΝΙΚΩΝ ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΠΟΤΔΩΝ ΠΡΟΠΣΤΧΙΑΚΟ ΚΩΔΙΚΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ ΗN8 ΕΞΑΜΗΝΟ ΠΟΤΔΩΝ 7 ο ΣΙΣΛΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ ΑΤΣΟΣΕΛΕΙ ΔΙΔΑΚΣΙΚΕ ΔΡΑΣΗΡΙΟΣΗΣΕ ςε περίπτωςθ που οι πιςτωτικζσ μονάδεσ απονζμονται ςε διακριτά μζρθ του μακιματοσ π.χ. Διαλζξεισ, Εργαςτθριακζσ Αςκιςεισ κ.λπ. Αν οι πιςτωτικζσ μονάδεσ απονζμονται ενιαία για το ςφνολο του μακιματοσ αναγράψτε τισ εβδομαδιαίεσ ϊρεσ διδαςκαλίασ και το ςφνολο των πιςτωτικϊν μονάδων Προςκζςτε ςειρζσ αν χρειαςτεί. Η οργάνωςθ διδαςκαλίασ και οι διδακτικζσ μζκοδοι που χρθςιμοποιοφνται περιγράφονται αναλυτικά ςτο 4. ΣΤΠΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ Υποβάκρου, Γενικϊν Γνϊςεων, Επιςτθμονικισ Περιοχισ, Ανάπτυξθσ Δεξιοτιτων ΠΡΟΑΠΑΙΣΟΤΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΣΑ: ΓΛΩΑ ΔΙΔΑΚΑΛΙΑ και ΕΞΕΣΑΕΩΝ: ΣΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΦΕΡΕΣΑΙ Ε ΦΟΙΣΗΣΕ ERASMUS ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΚΗ ΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΣΟ (URL) ΑΡΙΘΜΘΣΙΚΕ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΟΝ ΘΛΕΚΣΡΟΜΑΓΝΘΣΙΜΟ ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕ ΩΡΕ ΔΙΔΑΚΑΛΙΑ ΠΙΣΩΣΙΚΕ ΜΟΝΑΔΕ Διαλζξεισ και Αςκιςεισ Πράξθσ 3Θ 4.5 Εργαςτιριο - - Γενικϊν Γνϊςεων, Επιςτθμονικισ Περιοχισ Ελλθνικι Αγγλικι ΝΑΙ http://engmath.teiemt.gr/moodle/ 2. ΜΑΘΗΙΑΚΑ ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Μαθηςιακά Αποτελζςματα Περιγράφονται τα μακθςιακά αποτελζςματα του μακιματοσ οι ςυγκεκριμζνεσ γνϊςεισ, δεξιότθτεσ και ικανότθτεσ καταλλιλου επιπζδου που κα αποκτιςουν οι φοιτθτζσ μετά τθν επιτυχι ολοκλιρωςθ του μακιματοσ. Συμβουλευτείτε το Παράρτθμα Α Περιγραφι του Επιπζδου των Μακθςιακϊν Αποτελεςμάτων για κάκε ζνα κφκλο ςπουδϊν ςφμφωνα με Πλαίςιο Προςόντων του Ευρωπαϊκοφ Χϊρου Ανϊτατθσ Εκπαίδευςθσ Περιγραφικοί Δείκτεσ Επιπζδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκοφ Πλαιςίου Προςόντων Διά Βίου Μάκθςθσ και Παράρτημα Β Περιλθπτικόσ Οδθγόσ ςυγγραφισ Μακθςιακϊν Αποτελεςμάτων Το μάθημα αποηελεί ειζαγωγή ζηο ανηικείμενο ηων απιθμηηικών μεθόδων ζηον Ηλεκηπομαγνηηιζμό και ηον μικπομαγνηηιζμό. Ο ζκοπόρ ηος μαθήμαηορ είναι να δώζει ζηοςρ θοιηηηέρ ηην απαπαίηηηη γνώζη για ηην απιθμηηική επίλςζη ηων ηλεκηπομαγνηηικών πποβλημάηων, ηην ζσεηική μαθημαηική θεωπία, και μεπικέρ ιδέερ ζε βιομησανικέρ εθαπμογέρ, καθώρ επίζηρ και ηα ςπέπ και ηα καηά ηων διαθοπεηικών διαηςπώζεων και πποζεγγίζεων ςπαπσόνηων λογιζμικών. Οι θοιηηηέρ θα αποκηήζοςν επίζηρ γνώζη για ηον θεωπηηικό μικπομαγνηηιζμό (Θεωπία ηος Brown) και για ηιρ απιθμηηικέρ μεθόδοςρ πος σπηζιμοποιούνηαι ζηον μικπομαγνηηιζμό.
Με ηην επιηςσή ολοκλήπωζη του μακιματοσ ο φοιτθτισ / τρια κα είναι ςε κζςθ: Να καταλάβει τουσ περιοριςμοφσ και να εφαρμόηει ανεξάρτθτα τισ αποδεκτζσ μεκόδουσ ςτα προβλιματα του θλεκτρομαγνθτιςμοφ. Να ςυνειςφζρει ςτθν ανάπτυξθ νζων μεκόδων και λογιςμικϊν για τα μοντζλα που χρθςιμοποιοφνται για τθν επίλυςθ των διαφορικϊν εξιςϊςεων, ειδικότερα με τισ πεπεραςμζνεσ διαφορζσ και τα πεπεραςμζνα ςτοιχεία, κακϊσ και για τα μοντζλα με ολοκλθρωτικζσ εξιςϊςεισ. Να χρθςιμοποιοφν λογιςμικά ανοικτοφ κϊδικα, κακϊσ και εμπορικά πακζτα, ζχοντασ αντίλθψθ των ιδιοτιτων και των περιοριςμϊν. Να καταλαβαίνουν τα κεμελιϊδθ ςτοιχεία του μικρομαγνθτιςμοφ και να δείχνουν τα κφρια ςτοιχεία ςτθν υλοποίθςθ ενόσ μικρομαγνθτικοφ μοντζλου. Γενικζσ Ικανότητεσ Λαμβάνοντασ υπόψθ τισ γενικζσ ικανότθτεσ που πρζπει να ζχει αποκτιςει ο πτυχιοφχοσ (όπωσ αυτζσ αναγράφονται ςτο Παράρτθμα Διπλϊματοσ και παρατίκενται ακολοφκωσ) ςε ποια / ποιεσ από αυτζσ αποςκοπεί το μάκθμα;. Αναηιτθςθ, ανάλυςθ και ςφνκεςθ δεδομζνων και Σχεδιαςμόσ και διαχείριςθ ζργων πλθροφοριϊν, με τθ χριςθ και των απαραίτθτων Σεβαςμόσ ςτθ διαφορετικότθτα και ςτθν πολυπολιτιςμικότθτα τεχνολογιϊν Σεβαςμόσ ςτο φυςικό περιβάλλον Προςαρμογι ςε νζεσ καταςτάςεισ Επίδειξθ κοινωνικισ, επαγγελματικισ και θκικισ υπευκυνότθτασ Λιψθ αποφάςεων και ευαιςκθςίασ ςε κζματα φφλου Αυτόνομθ εργαςία Άςκθςθ κριτικισ και αυτοκριτικισ Ομαδικι εργαςία Προαγωγι τθσ ελεφκερθσ, δθμιουργικισ και επαγωγικισ ςκζψθσ Εργαςία ςε διεκνζσ περιβάλλον Εργαςία ςε διεπιςτθμονικό περιβάλλον Παράγωγι νζων ερευνθτικϊν ιδεϊν Αναηιτθςθ, ανάλυςθ και ςφνκεςθ δεδομζνων και πλθροφοριϊν, με τθ χριςθ και των απαραίτθτων τεχνολογιϊν Λιψθ αποφάςεων Εργαςία ςε διεπιςτθμονικό περιβάλλον Αυτόνομθ Εργαςία, ομαδικι Εργαςία χεδιαςμόσ και Διαχείριςθ Ζργων Παραγωγι νζων Ερευνθτικϊν Ιδεϊν 3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ 1. Θεμελιώδεισ Ζννοιεσ 1.1 Ειςαγωγι 1.2 φνοψθ τθσ Θλεκτρομαγνθτικισ Θεωρίασ 1.2.1 Θλεκτροςτατικά Πεδία 1.2.2 Μαγνθτοςτατικά Πεδία 1.2.3 Μεταβλθτά ςτο χρόνο Πεδία 1.2.4 Οριακζσ υνκικεσ 1.2.5 Εξιςϊςεισ Κφματοσ 1.2.6 Μεταβλθτά ςτο χρόνο Δυναμικά 1.2.7 Χρονο-Αρμονικά Πεδία 1.3 Σαξινόμθςθ ΘΜ Προβλθμάτων 1.3.1 Ταξινόμηζη Πεπιοσών Λύζεων 1.3.2 Ταξινόμηζη Διαθοπικών Εξιζώζεων 2. Αναλυτικζσ Μζθοδοι 2.1 Ειςαγωγι 2.2 Χωριςμόσ Μεταβλθτϊν 2.3 Χωριςμόσ Μεταβλθτϊν ςε Ορκογϊνιεσ υντεταγμζνεσ 2.3.1 Εξίςωςθ Laplace
2.3.2 Εξίςωςθ Κυμάτων 2.4 Ανάπτυγμα ειρϊν 2.4.1 Εξίςωςθ του Poisson ςε Κφβο 2.4.2 Εξίςωςθ του Poisson ςε Κφλινδρο 2.4.3 Μεταφορά Γραμμισ ςε Λωρίδα 2.5 Πρακτικζσ Εφαρμογζσ 2.5.1 Scattering με Διθλεκτρικι φαίρα 2.5.2 Scattering Εγκάρςιων Σομϊν 3. Μζθοδοσ Πεπεραςμζνων Διαφορών 3.1 Ειςαγωγι 3.2 χιματα (Schemes) Πεπεραςμζνων Διαφορϊν 3.3 Πεπεραςμζνεσ Διαφορζσ Παραβολικϊν ΜΔΕ 3.4 Πεπεραςμζνεσ Διαφορζσ Τπερβολικϊν ΜΔΕ 3.5 Πεπεραςμζνεσ Διαφορζσ Ελλειπτικϊν ΜΔΕ 3.5.1 Μζκοδοσ Πινάκων Ηϊνθσ (Band Matrix) 3.5.2 Επαναλθπτικζσ Μζκοδοι 3.6 Ακρίβεια και τακερότθτα των Λφςεων με Π.Δ. 3.7 Πρακτικζσ Εφαρμογζσ 3.7.1 Γραμμζσ Μεταφοράσ 3.7.2 Οδθγοί Κυμάτων 3.7.3 Ακρίβεια και τακερότθτα 3.7.4 Προγραμματιςτικζσ Σεχνικζσ 3.8 Πεπεραςμζνεσ Διαφορζσ for Nonrectangular Systems 3.8.1 Κυλινδρικζσ υντεταγμζνεσ 3.8.2 φαιρικζσ υντεταγμζνεσ 3.9 Αρικμθτικι Ολοκλιρωςθ 3.9.1 Κανόνασ του Euler 3.9.2 Κανόνασ του Σραπεηίου 3.9.3 Κανόνασ του Simpson 3.9.4 Κανόνασ των Newton-Cotes 3.9.5 Κανόνεσ του Gauss 3.9.6 Πολλαπλι Ολοκλιρωςθ 5. Μζθοδοι Μεταβλητών 4.1 Ειςαγωγι 4.2 Σελεςτζσ ςε Γραμμικοφσ Χϊρουσ 4.3 Λογιςμόσ Μεταβλθτϊν 4.4 Καταςκευι υναρτθςιακϊν χζςεων από ΜΔΕ 4.5 Μζκοδοσ των Rayleigh-Ritz 4.6 Μζκοδοσ των Ηυγιςμζνων Τπολοίπων 4.6.1 Μζκοδοσ τθσ υγκριτικισ Παράκεςθσ (Collocation) 4.6.2 Μζκοδοσ των Τποπεριοχϊν 4.6.3 Μζκοδοσ του Galerkin 4.6.4 Μζκοδοσ των ελαχίςτων Σετραγϊνων 4.7 Προβλιματα Ιδιοτιμϊν 4.8 Πρακτικζσ Εφαρμογζσ 5. Μζθοδοσ των Πεπεραςμζνων τοιχείων 5.1 Ειςαγωγι 5.2 Επίλυςθ τθσ Εξίςωςθσ του Laplace 5.2.1 Διακριτοποίθςθ των Πεπεραςμζνων τοιχείων 5.2.2 Εξιςϊςεισ των τοιχείων 5.2.3 υναρμολόγθςθ όλων των τοιχείων 5.2.4 Λφνοντασ τισ Προκφπτουςεσ Εξιςϊςεισ 5.3 Επίλυςθ τθσ Εξίςωςθσ του Poisson 5.3.1 Παράγοντασ τισ Εξιςϊςεισ των τοιχείων
5.3.2 Λφνοντασ τισ Προκφπτουςεσ Εξιςϊςεισ 5.4 Επίλυςθ τθσ Εξίςωςθσ Κυμάτων 5.5 Αυτόματθ Δθμιουργία Πλζγματοσ Ι Ορκογϊνιεσ Περιοχζσ 5.6 Αυτόματθ Δθμιουργία Πλζγματοσ ΙΙ Αυκαίρετεσ Περιοχζσ 5.6.1 Οριςμόσ των Ομάδων (Blocks) 5.6.2 Τποδιαίρεςθ κάκε Ομάδασ 5.6.3 φνδεςθ Διαφορετικϊν Ομάδων 5.7 Μείωςθ Εφρουσ Ηϊνθσ (Bandwidth) 5.8 τοιχεία Ανϊτερθσ Σάξθσ 5.8.1 Σρίγωνο του Pascal 5.8.2 Σοπικζσ υντεταγμζνεσ 5.8.3 υναρτιςεισ χιματοσ (Shape) 5.8.4 Θεμελιϊδεισ Πίνακεσ 5.9 Σριςδιάςτατα τοιχεία 5.10 Μζκοδοσ Πεπεραςμζνων τοιχείων για Εξωτερικά Προβλιματα (Exterior) 5.10.1 Μζκοδοσ Απείρων τοιχείων 5.10.2 Μζκοδοσ Οριακϊν τοιχείων 5.10.3 Απορρόφθςθ Οριακϊν υνκθκϊν 5.11 υμπεραςματικά χόλια 6. Αριθμητικόσ Μικρομαγνητιςμόσ 6.1 Θεωρθτικόσ Μικρομαγνθτιςμόσ 6.2 Σο πεδίο υμπφκνωςθσ ςτο Μοντζλο τθσ υνεκτικισ Περιςτροφισ για τα Λεπτά ιδθρομαγνθτικά Τμζνια 6.3 Κρίςιμοσ Όγκοσ (Critical) 6.4 Άλλεσ μαγνθτικζσ καταςτάςεισ (curling) 6.5 Μοντζλο τθσ υνεκτικισ Περιςτροφισ 6.6 Αντιςτρζψιμθ Ευαιςκθςία ςτο Μοντζλο των Stoner-Wohlfarth 6.7 Ο Ρόλοσ των Ανϊτερθσ Σάξθσ Όρων ςτο Ανάπτυγμα τθσ Ανιςοτροπικισ ειράσ 6.8 ιδθρομαγνθτικόσ υντονιςμόσ ςτα ιδθρομαγνθτικά ωματίδια των Stoner-Wohlfarth 6.9 Δυναμικι Μαγνθτικι Ροπι 6.10 Σο μοντζλο των Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) 6.11 Αρικμθτικι Τλοποίθςθ 6.12 Αρικμθτικόσ Μικρομαγθτιςμόσ 6.13 Λογιςμόσ του Μαγνθτοςτατικοφ Πεδίου 6.14 Δοκιμαςτικά Προβλιματα ςτον Μικρομαγνθτιςμό 6.15 Μεταγωγι (Switching) 6.16 Μεταπτωτικι Μεταγωγι των Μαγνθτικϊν Ροπϊν ςτα Λεπτά Τμζνια 6.17 υςτιματα Αλλθλεπιδρϊντων ιδθρομαγνθτικϊν ωματιδίων 4. ΔΙΔΑΚΣΙΚΕ και ΜΑΘΗΙΑΚΕ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΣΡΟΠΟ ΠΑΡΑΔΟΗ τθν αίκουςα διδαςκαλία, χριςθ τθσ πλατφόρμασ Πρόςωπο με πρόςωπο, Εξ αποςτάςεωσ Αςφγχρονθσ Εκπαίδευςθσ (engmath.teiemt.gr) εκπαίδευςθ κ.λπ. ΧΡΗΗ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Χριςθ Τ.Π.Ε. ςτθ Διδαςκαλία, ςτθν Εργαςτθριακι Εκπαίδευςθ, ςτθν Επικοινωνία με τουσ φοιτθτζσ ΟΡΓΑΝΩΗ ΔΙΔΑΚΑΛΙΑ Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόποσ και μζκοδοι διδαςκαλίασ. Διαλζξεισ, Σεμινάρια, Εργαςτθριακι Άςκθςθ, Άςκθςθ Πεδίου, Μελζτθ & ανάλυςθ βιβλιογραφίασ, Φροντιςτιριο, Πρακτικι (Τοποκζτθςθ), Κλινικι Άςκθςθ, Καλλιτεχνικό Εργαςτιριο, Διαδραςτικι διδαςκαλία, Παρουςίαςθ ςτθ Θεωρία με τθ βοικεια διαφανειϊν, Ιςτοςελίδα του μακιματοσ με υποςτθρικτικό και βοθκθτικό υλικό, Δθμιουργία αςφγχρονθσ πλατφόρμασ. Δραςτηριότητα Φόρτοσ Εργαςίασ Εξαμήνου Διαλζξεισ 39 Προετοιμαςία Εργαςιϊν 30 Αυτοτελισ Μελζτθ 66 Σφνολο Μαθήματοσ 135
Εκπαιδευτικζσ επιςκζψεισ, Εκπόνθςθ μελζτθσ (project), Συγγραφι εργαςίασ / εργαςιϊν, Καλλιτεχνικι δθμιουργία, κ.λπ. Αναγράφονται οι ϊρεσ μελζτθσ του φοιτθτι για κάκε μακθςιακι δραςτθριότθτα κακϊσ και οι ϊρεσ μθ κακοδθγοφμενθσ μελζτθσ ϊςτε ο ςυνολικόσ φόρτοσ εργαςίασ ςε επίπεδο εξαμινου να αντιςτοιχεί ςτα standards του ECTS ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΦΟΙΣΗΣΩΝ Περιγραφι τθσ διαδικαςίασ αξιολόγθςθσ Γλϊςςα Αξιολόγθςθσ, Μζκοδοι αξιολόγθςθσ, Διαμορφωτικι ι Συμπεραςματικι, Δοκιμαςία Πολλαπλισ Επιλογισ, Ερωτιςεισ Σφντομθσ Απάντθςθσ, Ερωτιςεισ Ανάπτυξθσ Δοκιμίων, Επίλυςθ Προβλθμάτων, Γραπτι Εργαςία, Ζκκεςθ / Αναφορά, Προφορικι Εξζταςθ, Δθμόςια Παρουςίαςθ, Εργαςτθριακι Εργαςία, Κλινικι Εξζταςθ Αςκενοφσ, Καλλιτεχνικι Ερμθνεία, Άλλθ / Άλλεσ Αναφζρονται ρθτά προςδιοριςμζνα κριτιρια αξιολόγθςθσ και εάν και που είναι προςβάςιμα από τουσ φοιτθτζσ. (25 ώρεσ φόρτου εργαςίασ ανά πιςτωτική μονάδα) - Final exam (50%) which includes: Solution of problems with quantitative data - Two group assignments (40%) - Attendance of lectures / Regular visit to e-class / facebook group (10%) 5. ΤΝΙΣΩΜΕΝΗ-ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ -Προτεινόμενθ Βιβλιογραφία : -Συναφι επιςτθμονικά περιοδικά: 1. Young H., Freedman R., Πανεπιςτθμιακι Φυςικι με ςφγχρονθ φυςικι, Β ΣΟΜΟ, 2θ ελλθνικι ζκδ., ΕΚΔΟΕΙ ΠΑΠΑΗΘΘ, 2010. 2. Joseph A. Edminister, Ηλεκτρομαγνθτικι Θεωρία, Ζκδοςθ Δεφτερθ, ΕΠΙ ΕΚΔΟΣΙΚΘ, 1998, ISBN: 960-7610-07-5. 3. Mathew N.O. Sadiku, Numerical Techniques in Electromagnetics with MATLAB, Third Edition, CRC Press, 2009, ISBN 9781420063097. 4. A. C. Polycarpou, Introduction to the Finite Element Method in Electromagnetics, Morgan and Claypool, 2006. 5. K. F. Warnick, Numerical Methods for Engineering, SciTech, 2011. 6. J. L. Volakis, A. Chatterjee, and L. C. Kempel, Finite Element Method for Electromagnetics: Antennas, Microwave Circuits, and Scattering Applications, New York: Wiley-IEEE Press, 1998. 7. J. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics, 2nd ed., New York: Wiley-IEEE Press, 2002. 8. Hillebrands, B., Ounadjela, K., (Eds.), Spin dynamics in confined magnetic structures, vol. I- III, Springer Verlag, 2003. 9. Aharoni, A., Introduction to the theory of ferromagnetism, Oxford Science Publications, 1998.