Kursplan för Elektromagnetisk fältteori

Matematikkurser.

Kursen syftar till att ge kunskaper om elektriska fält, ett område som innehåller både fundamental fysik och tillämpningar.

Följande kunskap eller färdighet är avsedd att uppnås av den studerande: att kunna redogöra för grundbegrepp, metoder och satser samt att kunna tilllämpa metoderna och satserna på enkla fältkonfigurationer.

Elektrostatik: Laddning och laddningstätheter, Coulombs lag, elektrostatiska fältet, Gauss lag, elektrostatisk potential, ledare och isolatorer, elektriska dipoler och dipolfält, moment och krafter på dipoler i elektriska fält, polarisation och polarisationsladdningstätheter, förskjutningsfältet, randvillkor, kapacitansberäkning, elektrostatisk energi, energitäthet i det elektriska fältet, kraftberäkning med energimetoden, Poissons och Laplaces ekvationer, entydighetssatsen, lösning av elektrostatiska randvärdesproblem. Stationär elektrisk ström: Strömtäthetsfältet, Ohms lag, kontinuitetsekvationen, randvillkor, relaxationstid, Joules lag, resistansberäkning. Magnetostatik: Magnetiska flödestätheten, Lorentzkraften, Ampères lag, magnetiska vektorpotentialen, Biot-Savarts lag, magnetiska dipoler och dipolfält, moment och krafter på dipoler i magnetiska fält, magnetisering, magnetiseringsströmtätheter, magnetiska fältstyrkan, randvillkor, ferromagnetisk hysteres, beräkning av induktans och ömsesidig induktans, magnetisk energi, energitäthet i det magnetiska fältet, kraftberäkning med energimetoden. Elektrodynamik: Faradays induktionslag, förskjutningsströmtätheten, Maxwells ekvationer, randvillkor, vågekvationerna, retarderade potentialerna, komplexa vektorfält, plana vågor, skineffekt. Poyntings teorem, reflektion och transmission av plana vågor vid plana gränsytor, Fresnels ekvationer, Brewstervinkel, total inre reflektion, antenner, Hertzdipolen.

Föreläsningar, räkneövningar med lärare och hemma. Frivillig dugga på statiken i läsvecka 4. Poäng från duggan på elektrostatik respektive magnetostatik får tillgodoräknas på motsvarande statiktal på tentan. Om man erhållit gott resultat på duggan kan man med andra ord hoppa över motsvarande tal på tentan. Frivilliga inlämningsuppgifter (webbaserade) av förståelsekaraktär finns varje vecka, och kan ge bonuspoäng på tentamen.

Kurslitteratur: Field and Wave Electromagnetics (Pearson New International Edition) av David K. Cheng

Kompletterande kursmaterial: Det kompletterande kursmaterialet kan laddas ned på kursens hemsida http://www.elmagn.chalmers.se/F2/

En skriftlig tentamen omfattande fem uppgifter.  Frivilliga inlämningsuppgifter ger bonuspoäng vid betygsberäkningen. En frivillig dugga på elektrostatiken och magnetostatiken efter halva kursen ger möjlighet för studenten att klara av kursen i två delmoment.