SNY har ordet

En herre vid namn James Clerk Maxwell ställde vid 1800-talets mitt upp fyra ekvationer, Maxwells ekvationer, var ur all dåtida elektromagnetisk teori kunde härledas och beräknas. Över hundra år senare är de makroskopiskt sett fortfarande mycket gångbara även om de inte kan förklara alla elektriska fenomen. Det är kring dessa fyra ekvationer som hela kursen är uppbyggd. På ett vackert sätt härleds en rad intressanta resultat, bland annat inses att optiken (elektromagnetisk strålning i det synliga våglängdsområdet) är ett specialfall av elektromagnetismen.

Kursutvärderingar

Logga in för att läsa kursutväderingar

Innehåll

Elektrostatik: Elektrisk fältstyrka, Coulombs lag, potential, Gauss lag, Poissons och Laplaces ekvationer, kapacitans, dielektrikum, elektrisk dipol, polarisation, elektrostatisk energi och kraftverkan, spegelladdningsmetoden.

Likström: Strömtäthet, kontinuitetsekvationen, resistans, joulevärme.

Magnetostatik: Magnetisk flödestäthet, Biot-Savarts lag, Amperes cirkulationssats, vektorpotential, magnetiska material, magnetisk krets, magnetisk dipol, magnetisering, magnetisk energi och kraftverkan, laddade partiklars rörelse i elektromagnetiska fält.

Tidsvarierande elektromagnetiskt fält: Induktion, Faradays lag, induktans, elektromotorisk kraft, förskjutningsströmtäthet, skinneffekt, elektromagnetiska vågor, Poyntingvektor.

Snells brytningslag och Fresnels ekvationer visas vara konsekvenser av elektromagnetismen. Vissa tillämpningar på vågledare studeras. Finita-element-metoden i två dimensioner introduceras mycket rudimentärt för elstatikproblem.

Kursens olika delar presenteras som speciella tillämpningar av Maxwells ekvationer.

Mål

Det övergripande målet med kursen är att studenten - med Maxwells ekvationer, MW, som grund kan definiera, härleda och använda elektromagnetiska samband på problem inom fysik och elektrotekniska ämnen. Det innebär att studenten skall:

• känna till och kunna använda grundläggande elektromagnetiska samband
• kunna ställa upp idealiserade modeller för elektromagnetiska problem
• kunna tillämpa elektromagnetismens resultat för att lösa problem främst inom fysik och elektrotekniska ämnen
• kunna på ett väl strukturerat och logiskt sammanhängande sätt redogöra för resonemang/härledningar inom elektromagnetismen samt mellan teorins centrala begrepp
• kunna formulera, analysera och lösa elstatikproblem med hjälp av ett modernt numeriskt beräkningsverktyg
• kunna på ett väl strukturerat och logiskt sammanhängande sätt kvalitativt förklara numeriskt erhållna lösningar till elstatikproblem utifrån elektromagnetismens resultat

Examinationsmoment

TEN1 - 7,5 HP
Skriftlig tentamen (U, 3, 4, 5)
UPG1 - 0,5 HP
Datorberäkningsuppgifter (U, G)

Examination

Frivilliga kursmoment kan ge poäng som får tillgodoräknas på den skriftliga tentamen.

Organisation

Kursen är uppdelad på föreläsning i anslutning till lektioner och laborationer i form av datorberäkningar.

Litteratur

Böcker

David K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics 2 Pearson Education Limited
ISBN: 978-1-292-02656-5

Kompendier

E. Peter Münger, Elektromagnetiskasimuleringar med finita elementmetodenE. Peter Münger, Exempelsamling i Elektromagnetism

Rekommenderade förkunskaper

Envariabelanalys 1 TATA41 - 6,0 HP - HT2 block 3 | VT1 block 3 | VT1 block 4 | HT2 block 2

Envariabelanalys 2 TATA42 - 6,0 HP - VT1 block 1 | VT1 block 2 | VT2 block 2 | VT2 block 3

Flervariabelanalys TATA43 - 8,0 HP - VT2 block 2

Vektoranalys TATA44 - 4,0 HP - HT1 block 1

Påbyggnadskurser

Elektromagnetisk fältteori och vågutbredning TFYY67 - 6,0 HP - HT1 block 3, HT2 block 3

Kommentarer

Logga in för att kunna läsa och skriva kommentarer.