Grundläggande matematikkurser: Flervariabelanalys (MVE600 eller motsvarande), Komplex analys (MVE295 eller motsvarande)

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

Elektrostatik

• Beskriva laddning och laddningstätheter och kunna beräkna fält och potential utifrån dessa.
• Kunna redogöra för hur dielektriska material samt metaller modelleras samt kunna utföra fältberäkningar i närvaro av dessa material.
• Kunna redogöra för och lösa randvärdesproblem i enkla geometrier.
• Kunna redogöra för och utföra beräkningar av kraft, kapacitans och elektrostatisk energi.

Magnetostatik

• Redogöra för laddningens bevarande, begreppen ström och resistans samt utföra beräkningar av dessa i enkla geometrier
• Beskriva ström och strömtätheter och beräkna fält och vektorpotential utifrån dessa.
• Kunna redogöra för hur magnetiska material modelleras och utföra fältberäkningar i närvaro av dessa material.
• Kunna redogöra för och lösa randvärdesproblem i enkla geometrier.
• Kunna redogöra för och utföra beräkningar av kraft, induktans och magnetisk energi.

Elektrodynamik

• Kunna redogöra för Maxwells ekvationer, vågekvationen samt redogöra för den fysikaliska tolkningen av dess lösningar.
• Kunna använda tidsberoende fältkoncept i problemlösning.
• Kunna redogöra för plana vågor och deras egenskaper samt kunna tillämpa dessa vid problemlösning i enklare geometrier.
• Förstå och kunna beskriva principerna för antennens funktion och hur dessa karakteriseras samt kunna använda dess fältuttryck i problemlösning.

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. 

Magnetostatik

Strömtäthetsfältet, Ohms lag, kontinuitetsekvationen, randvillkor, relaxationstid, Joules lag, resistansberäkning. 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, och räknestuga. Frivillig dugga ger bonuspoäng till tentan. Frivilliga och veckovisa inlämningsuppgifter (webbaserade) av förståelskaraktär som kan ge bonuspoäng till tentan.

Samläses med kursen EEN190, Vektorfält och elektromagnetisk fältteori i LP3. 

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

Kompletterande kursmaterial görs tillgängligt på kurshemsidan.

Skriftlig tentamen. En frivillig dugga och frivilliga inlämningsuppgifter kan ge bonuspoäng till tentan.