Mekatronik Mühendisliği Önizleme
Lisans	TYYÇ: 6. Düzey	QF-EHEA: 1. Düzey	EQF-LLL: 6. Düzey

Course General Introduction Information

Ders Kodu:

MEK461

Course Name:

Elektromanyetizma

Ders Yarıyılı:

Bahar

Ders Kredileri:

AKTS

Öğretim Dili:

Ders Koşulu:

Ders İş Deneyimini Gerektiriyor mu?:

Hayır

Dersin Türü:

Alan Seçmeli

Dersin Seviyesi:

Lisans

TYYÇ:6. Düzey

QF-EHEA:1. Düzey

EQF-LLL:6. Düzey

Dersin Veriliş Şekli:

Dersin Koordinatörü:

Dr.Öğr.Üyesi BERİN ÖZDALGIÇ

Dersi Veren(ler):

Dr. Öğr. Üyesi Berin ÖZDALGIÇ

Dersin Yardımcıları:

Dersin Amaç ve İçeriği

Dersin Amacı:

Bu dersin öğrenim amaçları, öğrencilerin;
Elektromanyetizmanın büyük fikirlerini anlamalarını sağlamak. Bunlar:
- Statik ve dinamik elektromanyetik (EM) alanlar, enerji ve güç.
- Ortam içindeki ve sınırlarında EM alanları ve dalgaları.
- Uzayda ve iletim hatları içinde EM radyasyon ve yayılımı.
- Basit EM cihazları ve iletim hatlarının devre davranışı.
- Yüklere, akımlara ve malzemelere etki eden EM kuvvetler; mekanik olarak üretilen alanlar.
- Foton davranışı.

EM'nin büyük fikirlerini ekonomik olarak önemli uygulamalara ilişkilendirmelerini sağlamak. Bunlar:
- Kablosuz ve kablolu iletişim sistemleri
- Analog ve dijital elektronik devreler ve sistemler.
- Aktüatörler (motorlar) ve sensörler (jeneratörler).
- Optik ve akustik cihazlar ve sistemler.

Matematiksel becerileri geliştirmelerini sağlamak. Bunlar:
- Vektörler ve fazörler.
- Kısmi diferansiyel denklemler.

Dersin İçeriği:

Elektromanyetizmaya Giriş: Elektromanyetizmanın temel kavramları ve tarihsel gelişimi.
Elektrostatik: Elektrik alanları, potansiyel, Gauss yasası, kapasitans, dielektrikler ve elektrostatik alanlardaki enerji.
Manyetostatik: Manyetik alanlar, kuvvetler, Ampère yasası, manyetik malzemeler, endüktans ve manyetik alanlardaki enerji.
Dinamik EM Alanlar: Faraday'ın indüksiyon yasası, Maxwell denklemleri, Poynting vektörü ve enerji transferi.
Elektromanyetik Dalgalar: Dalga denklemi, düzlem dalga çözümleri, polarizasyon, yansıma/kırılma ve dalga yayılımı.
İletim Hatları ve Dalga Kılavuzları: İletim hattı teorisi, empedans uyumu, yansıma, duran dalgalar, rezonatörler ve yayılım modları.
EM Radyasyon ve Antenler: Dipol ve monopol antenler, radyasyon desenleri, kazanç, verimlilik, anten dizileri ve açıklık antenler.
Cihazlar ve Sistemlerde EM Alanlar: AC devrelerde dirençler, kapasitörler, indüktörler, transformatörler ve manyetik devreler.
Fotonik ve Akustik Cihazlar: Fotonik, ışık-madde etkileşimi, optik fiberler, dalga kılavuzları, akustik dalga yayılımı ve transdüserler.
İletişim Sistemlerindeki Uygulamalar: Kablosuz ve kablolu iletişim ilkeleri, sinyal bütünlüğü, veri iletim hızları ve bant genişliği.
Gelişmiş Konular ve Özel Uygulamalar: Doğrusal olmayan optik, ileri fotonik cihazlar, elektromanyetik uyumluluk, parazit ve EM teknolojilerdeki öncü araştırmalar.
Gözden Geçirme ve Sentez: Ana kavramların gözden geçirilmesi, problem çözme oturumları, uygulamaya dayalı öğrenme ve değerlendirmeler için hazırlık.

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
1) Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, aşağıdaki konularda EM alanlarını ve ana fiziksel parametreleri anlayacak ve hesaplayacaklar: Basit düzlemsel, silindirik ve küresel geometrilerde alanlar ve enerjiler.
2) İletken, anizotropik ve plazma ortamlarındaki alanlar.
3) Dirençler, kapasitörler, indüktörler, transformatörler, iletim hatları ve rezonatörler.
4) Yüklere, tellere ve ortamlara etki eden elektrik ve manyetik kuvvetler.
5) Elektrik ve manyetik motorlar ve sensör/jeneratörler.
6) Empedansı uyumsuz olan TEM hatlarında sinüzoidaller ve geçici rejimler.
7) Düzlemsel sınır yüzeylerindeki ve dalga kılavuzlarındaki EM alanlar, dahil olmak üzere evanescence.
8) R bit/saniye hızında iletişim sağlayan kablosuz ve kablolu sistemler.
9) İletim ve alım için tel, açıklık ve dizi antenler.
10) Basit fotonik ve akustik cihazlar.

Ders Akış Planı

Hafta	Konu	Ön Hazırlık
1)	Elektromanyetizmaya Giriş	-
2)	Elektromanyetizmanın Tarihsel Gelişimi ve Temel İlkeler Modern teknolojideki uygulamaların genel bakışı. Elektrostatik	-
3)	Elektrik Alanları, Potansiyel ve Gauss Yasası Kapasitans ve dielektrikler. Elektrostatik alanlardaki enerji. Manyetostatik	-
4)	Manyetik Alanlar ve Kuvvetler, Ampère Yasası Manyetik malzemeler ve endüktans. Manyetik alanlardaki enerji. Dinamik EM Alanlar	-
5)	Faraday'ın İndüksiyon Yasası Maxwell denklemleri (integral ve diferansiyel formlar). Poynting vektörü ve enerji transferi. Elektromanyetik Dalgalar	-
6)	Dalga Denklemi ve Düzlem Dalga Çözümleri Sınır yüzeylerinde polarizasyon ve yansıma/kırılma. Çeşitli ortamlarda dalga yayılımı (dielektrik, iletken, anizotropik, plazma).	-
7)	Dalga Denklemi ve Düzlem Dalga Çözümleri İletim Hatları ve Dalga Kılavuzları	-
8)	İletim Hattı Teorisi, Empedans Uyumu ve Yansıma Duran dalgalar ve rezonatörler. Dalga kılavuzları ve yayılım modları.	-
9)	İletim Hattı Teorisi, Empedans Uyumu ve Yansıma EM Radyasyon ve Antenler Dipol ve monopol antenler. Radyasyon desenleri, kazanç ve verimlilik. Anten dizileri ve açıklık antenler. Cihazlar ve Sistemlerde EM Alanlar	-
10)	AC Devrelerde Dirençler, Kapasitörler ve İndüktörler Transformatörler ve manyetik devreler.	-
11)	Malzemeler ve Mekanik Sistemlerle EM Alan Etkileşimi Fotonik ve Akustik Cihazlar	-
12)	Fotonik ve Işık-Madde Etkileşiminin Temelleri Optik fiberler ve dalga kılavuzları. Akustik dalga yayılımı ve transdüserler. İletişim Sistemlerindeki Uygulamalar	-
13)	Kablosuz İletişim İlkeleri Kablolu iletişim sistemleri ve sinyal bütünlüğü. Veri iletim hızları ve bant genişliği dikkate alınarak iletişim sistemleri. Gelişmiş Konular ve Özel Uygulamalar	-
14)	Doğrusal Olmayan Optik ve İleri Fotonik Cihazlar Elektromanyetik uyumluluk ve parazit. EM teknolojilerinde öncü araştırmalar ve gelecekteki yönelimler.	-
15)	Gözden Geçirme ve Sentez Ana Kavramların Kapsamlı Gözden Geçirilmesi Problem çözme oturumları ve uygulamaya dayalı öğrenme. Değerlendirmeler ve pratik uygulamalar için hazırlık.	-

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar:

Front matter: Table of contents, preface (PDF)
Chapter 1: Introduction to electromagnetics and electromagnetic fields (PDF)
Chapter 2: Introduction to electrodynamics (PDF)
Chapter 3: Electromagnetic fields in simple devices and circuits (PDF)
Chapter 4: Static and quasistatic fields (PDF)
Chapter 5: Electromagnetic forces (PDF)
Chapter 6: Actuators and sensors, motors and generators (PDF)
Chapter 7: TEM transmission lines (PDF)
Chapter 8: Fast electronics and transient behavior on TEM lines (PDF)
Chapter 9: Electromagnetic waves (PDF)
Chapter 10: Antennas and radiation (PDF)
Chapter 11: Common antennas and applications (PDF)
Chapter 12: Optical communications (PDF)
Chapter 13: Acoustics (PDF)
Back matter: Appendices, index

Diğer Kaynaklar:

Staelin, David, Ann Morgenthaler, and Jin Au Kong. Electromagnetic Waves. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1994. ISBN: 9780132258715.

Ders - Öğrenme Kazanımı İlişkisi

Etkisi Yok	1 En Düşük	2 Orta	3 En Yüksek

	Dersin Program Kazanımlarına Etkisi	Katkı Payı
1)	Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi
2)	Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
3)	Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi.
4)	Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5)	Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
6)	Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.
7)	Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
8)	Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.
9)	Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi.
10)	Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi.
11)	Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

Öğrenme Etkinliği ve Öğretme Yöntemleri

Anlatım
Bireysel çalışma ve ödevi
Ders
Okuma
Ödev
Problem Çözme

Ölçme ve Değerlendirme Yöntemleri ve Kriterleri

Yazılı Sınav (Açık uçlu sorular, çoktan seçmeli, doğru yanlış, eşleştirme, boşluk doldurma, sıralama)
Ödev
Sunum

Ölçme ve Değerlendirme

Yarıyıl İçi Çalışmaları	Aktivite Sayısı	Katkı Payı
Devam	14	% 5
Küçük Sınavlar	2	% 20
Ödev	1	% 5
Ara Sınavlar	1	% 25
Final	1	% 40
Yazma Ödev Dosyası	1	% 5
Toplam		% 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI		% 60
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI		% 40
Toplam		% 100

İş Yükü ve AKTS Kredisi Hesaplaması

Aktiviteler	Aktivite Sayısı	Aktiviteye Hazırlık	Aktivitede Harçanan Süre	Aktivite Gereksinimi İçin Süre	İş Yükü
Ders Saati	14	3			42
Sınıf Dışı Ders Çalışması	14	7			98
Ödevler	2	14			28
Küçük Sınavlar	2	2			4
Ara Sınavlar	1	2			2
Final	1	3			3
Toplam İş Yükü					177