Mata Kuliah : ELEKTROMAGNETIKA I Kode Kuliah : FEG2C3 Semester : Genap 2014/2015 Kredit : 3 SKS

Transkripsi

1 Mata Kuliah : ELEKTROMAGNETIKA I Kode Kuliah : FEG2C3 Semester : Genap 2014/2015 Kredit : 3 SKS Minggu Pokok 1 Analisis Vektor dan Sistem Koordinat a. Konsep vektor : - definisi dan arti, notasi/simbol b. Konsep sistem koordinat kartesian, silinder, bola : - definisi, variabel, - representasi vektor dalam berbagai sistem koordinat, - transformasi, translasi, elemen garis, luas, volume c. aljabar vektor : - penjumlahan, pengurangan, perkalian titik & silang d. kalkulus vektor : - integral garis, luas, volume - Mahasiswa menguasai konsep vektor berupa : representasi vektor dalam berbagai koordinat - Mahasiswa menguasai dengan operasi aljabar dan operasi kalkulus untuk vektor Hal 1 dari 6

2 2 Persamaan Integral 3 Persamaan Integral 4 Persamaan Diferensial a. Review - Hk. Coulomb; Hk. Biot Savart ; Hk. Lorentz - Hk. Gauss Listrik dan Magnet ; Hk. Faraday & Hk. Ampere b. Hukum Lenz dan Arus Pergeseran (displacement current) c. Perbandingan Medan Listrik dan Medan Magnet a. Pernyataan persamaan bentuk integral b. Arti fisis c. Penggunaan persamaan a. Diferensial vektor : - Gradien suatu skalar; Divergensi; Curl b. Penurunan Persamaan Diferensial : - Teorema Divergensi; Teorema Stokes - Review perkembangan konsep medan listrik dan medan magnet melalui hukum-hukum terkait - Memahami perbedaan karakteristik medan listrik dan medan magnet - Mengetahui aplikasi-aplikasi hukum-hukum elektrisitas dan magnetisitas di dalam kehidupan sehari-hari - Mahasiswa mengetahui asal-usul persamaan - Mahasiswa mampu menuliskan ke-4 persamaan secara benar dan lengkap - Mahasiswa memahami arti fisis dari persamaan - Mahasiswa dapat menggunakan dan menyelesaikan suatu persoalan persamaan - Mahasiswa mampu memahami filosofi diferensiasi - Mahasiswa mengerti dan mampu menggunakan operasi matematika : (= del) dan turunannya (grad, div, curl) - Mahasiswa mampu menghubungkan persamaan bentuk integral dan persamaan bentuk diferensial melalui teorema div dan stokes Hal 2 dari 6

3 5 Persamaan Diferensial 6 Gelombang dalam ruang bebas 7 Gelombang dalam ruang bebas a. Arti Fisis b. Penggunaan persamaan c. Persamaan kontinuitas arus a. Arti gelombang datar serbasama dan arti ruang bebas b. Penurunan persamaan gelombang datar serbasama dalam ruang: - Identitas vektor; Laplacian; Persamaan diferensial orde dua c. Arti persamaan gelombang : - Arah getar medan listrik dan medan magnet - Arah perambatan - Konsep gelombang berjalan () a. Parameter gelombang : - Parameter primer : permitivitas, permeabilitas, konduktivitas, frekuensi - Parameter sekunder: kecepatan fasa, panjang gelombang, impedansi intrinsik, konstanta propagasi, konstanta fasa, konstata redaman - Mahasiswa memahami arti fisis persamaan bentuk diferensial - Mahasiswa mampu menuliskan ke-4 persamaan secara benar dan lengkap - Mahasiswa mampu menyelesaikan kasus-kasus persamaan bentuk diferensial - Mahasiswa mengerti arti dari gelombang datar, serbasama, dan ruang bebas - Mahasiswa mengerti bahwa gelombang datar merupakan salah satu gejala alam dapat dijelaskan dengan persamaan - Mahasiswa mampu menurunkan persamaan gelombang datar - Mahasiswa memahami arti persamaan gelombang datar - Mahasiswa memahami arti parameter-parameter penting dari sebuah gelombang Hal 3 dari 6

4 8 Gelombang dalam ruang bebas 9 Karakterisasi Bahan 10 Karakterisasi Bahan dan Syarat Batas (Boundary Condition) a. Polarisasi : - Linier; Eliptis; Sirkular b. Konsep vektor Poynting dan konsiderasi daya a. Karakteristik bahan: - Dielektrik; Konduktor; Bahan Magnetis b. Parameter penting : - Konduktivitas dan Arus konduksi - Polarisasi dan Arus Polarisasi - Momen magnetik dan Arus Magnetisasi a. Koreksi persamaan bentuk diferensial dengan memasukkan faktor bahan sembarang b. Penurunan persamaan syarat batas c. Kasus-kasus syarat batas - Mahasiswa memahami 2 karakteristik penting gelombang, yakni : polarisasi dan vektor poynting - Mahasiswa memahami konsep perambatan daya /energi gelombang elektromagnetik - Mahasiswa memahami perbedaan tiap-tiap bahan secara fisis - Mahasiswa memahami efek perbedaan fisis bahan terhadap reaksinya pada pengaruh medan listrik dan medan magnet - Mahasiswa memahami reaksi bahan dikuantisasi dalam bentuk parameter :,,, dan arus timbul - Mahasiswa mampu menurunkan persamaan untuk bahan sembarang dengan memasukkan efek reaksi bahan terhadap pengaruh medan listrik dan medan magnet - Mahasiswa mengerti konsep syarat batas Hal 4 dari 6

5 11 Gelombang dalam berbagai jenis bahan 12 Gelombang dalam berbagai jenis bahan a. Penurunan persamaan gelombang datar serbasama dalam ruang bebas dengan karakteristik bahan : - Dielektrik sempurna; Dielektrik merugi/bahan konduktif; Konduktor baik; Konduktor sempurna a. Parameter gelombang - Parameter primer : permitivitas, permeabilitas, konduktivitas, frekuensi - Parameter sekunder: kecepatan fasa, panjang gelombang, impedansi intrinsik, konstanta propagasi, konstanta fasa, konstata redaman b. Perbandingan karakteristik gelombang di berbagai medium - Mahasiswa mengerti karakterisasi jenis bahan berdasarkan kombinasi nilai parameter :,,, dan frekuensi - Mahasiswa mampu menurunkan persamaan gelombang datar serbasama dalam berbagai jenis bahan - Mahasiswa memahami arti parameter-parameter penting gelombang di berbagai medium dan mengerti perbedaan-perbedaannya Hal 5 dari 6

6 Minggu Ke- Pokok Bahasan 13 Statika a. Elektrostatik : - Potensial listrik; Kapasitansi; energi b. Magnetostatik - Potensial ; Induktansi - Energi - Rangkaian Magnetik 14 Statika a. Pengenalan Metode Numerik - Persamaan Poisson dan Laplacian - Metode Momen - Mahasiswa mengerti bahwa statika merupakan sebuah kasus khusus persamaan - Mahasiswa mengerti bahwa dalam menyelesaikan kasus-kasus statika dapat dilakukan secara terpisah antara medan listrik dan medan magnet - Mahasiswa memahami kasus statika : potensial, kapasitansi, induktansi, energi dan rangkaian listrik/magnet - Mahasiswa mengerti dan dapat menyelesaikan kasus sederhana dengan menggunakan metode numerik - Mahasiswa mengerti bahwa dalam penyelesaian persoalan-persoalan elektromagnetika dapat diselesaikan dengan berbagai metode numerik, salah satunya : poisson dan metode momen Daftar Pustaka : [ 1 ] William H. Hayt, Jr.. John A. Buck, Engineering Electromagnetics 6 th edition, McGraw-Hill companies, [ 2 ] Magdy F. Iskander, Electromagnetic Fields and Waves, Prentice Hall International, 1992 [ 3 ] Stuart M. Wentworth, Fundamentals of Electromagnetics with Engineering Applications, John Wiley & Sons, inc., 2005 Hal 6 dari 6