Electromagnetic Waves 21EC54

Electromagnetic Waves 21EC54

Module 1`

Coulomb’s Law, Electric Field Intensity and Flux density: Experimental law of Coulomb, Electric field
intensity, Field due to continuous volume charge distribution, Field of a line charge, Field due to Sheet
of charge, Electric flux density, Numerical Problems

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Module 2

Gauss’s law and Divergence: Gauss ‘law, Application of Gauss’ law to point charge, line charge, Surface
charge and volume charge, Point (differential) form of Gauss law, Divergence. Maxwell‘s First equation
(Electrostatics), Vector Operator ▼ and divergence theorem, Numerical Problems (Text: Chapter 3.2 to
3.7).
Energy, Potential and Conductors: Energy expended or work done in moving a point charge in an
electric field, The line integral, Definition of potential difference and potential, The potential field of
point charge, Potential gradient, Numerical Problems

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Module 3

Poisson’s and Laplace’s Equations: Derivation of Poisson‘s and Laplace‘s Equations, Uniqueness
theorem, Examples of the solution of Laplace‘s equation, Numerical problems on Laplace equation
(Text: Chapter 7.1 to 7.3)
Steady Magnetic Field: Biot-Savart Law, Ampere‘s circuital law, Curl, Stokes‘ theorem, Magnetic flux and
magnetic flux density, Basic concepts Scalar and Vector Magnetic Potentials, Numerical

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Module 4

Magnetic Forces: Force on a moving charge, differential current elements, Force between differential
current elements, Numerical problems (Text: Chapter 9.1 to 9.3).
Magnetic Materials: Magnetization and permeability, Magnetic boundary conditions, The magnetic
circuit, Potential energy and forces on magnetic materials, Inductance and mutual reactance, Numerical
problems (Text: Chapter 9.6 to 9.7).
Faraday’ law of Electromagnetic Induction –Integral form and Point form, Numerical problems

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Module 5

Maxwell’s equations Continuity equation, Inconsistency of Ampere’s law with continuity equation,
displacement current, Conduction current, Derivation of Maxwell‘s equations in point form, and
integral form, Maxwell’s equations for different media, Numerical problems (Text: Chapter 
Uniform Plane Wave: Plane wave, Uniform plane wave, Derivation of plane wave equations from
Maxwell’s equations, Solution of wave equation for perfect dielectric, Relation between E and H, Wave
propagation in free space, Solution of wave equation for sinusoidal excitation, wave propagation in any
conducting media (γ, α, β, η) and good conductors, Skin effect or Depth of penetration, Poynting‘s
theorem and wave power, Numerical problems.

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Results

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