Kursplan för Elektromagnetisk fältteori

Kursplan fastställd 2025-02-24 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnTheory of electromagnetic fields
  • KurskodEEF031
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKTEM
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 59119
  • Max antal deltagare50
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0194 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH
7,5 hp

I program

Examinator

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

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

Syfte

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

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • redogöra för innebörden hos den elektromagnetiska fältteorins grundläggande begrepp och operationer inom elektrostatik, magnetostatik samt elektrodynamik, samt kunna utföra operationerna och utnyttja detta i problemlösning.
  • redogöra för sambanden mellan de olika begreppen och utnyttja dessa samband i problemlösning.
  • kombinera kunskaper om olika begrepp i praktisk problemlösning

Innehåll

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.

Organisation

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. 

Litteratur

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

Kompletterande kursmaterial görs tillgängligt på kurshemsidan.

Examination inklusive obligatoriska moment

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

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om riktat pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.