Kursplan för Elektromagnetiska fält

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnElectromagnetism
  • KurskodEEM015
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKELT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 50111
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0198 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		 6 hp
  • 11 Jan 2024 em J
  • 05 Apr 2024 em J
  • 21 Aug 2024 em J
0298 Konstruktionsövning + lab 1,5 hp
Betygsskala: UG		 1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

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

Flervariabelanalys och vektoranalys.

Syfte

Elektromagnetiska fält beskriver, enkelt uttryckt, de fenomen som orsakas av elektriska laddningar in rörelse och vila. Dessa fenomen är mycket viktiga inom elektrotekniken och för att beskriva olika naturföreteelser. Några exempel på viktiga och välkända elektrotekniska tillämpningar är telekommunikation, satellitkommunikation, astronomi, GPS-system, elektriska maskiner, transformatorer, generatorer, mikrovågsugnar, integrerade kretsar, datorer och internet. Syftet med denna kurs är att ge studenten en grundläggande introduktion till elektromagnetiska fält och hur dessa används för att förstå/analysera elektromagnetiska fenomen och elektrotekniska tillämpningar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

* Beräkna elektrostatiskt fält givet enkel laddningsfördelning. * Lösa enkla kanoniska elektrostatiska randvärdesproblem. * Beräkna magnetostatiska fält givet enkla strömfördelningar. * Beräkna elektro- och magnetistatisk kraft för enkla situationer. * Beräkna kapacitans, resistans och induktans givet enkel geometri. * Skapa enkla modeller för magnetiska kretsar och transformatorer. * Analysera planvågsutbredning i media med och utan förluster. * Beräkna reflexion och transmission av planvåg från plan gränsyta. * Beräkna energi och energitransport givet elektromagnetiskt fält.

Innehåll

INTRODUKTION: Vektoranalys som är nödvändig för effektiv behandling av elektromagnetiska fält. ELEKTROSTATIK: Elektrisk laddning, Coulombs lag, elektriskt fält, Gauss lag, superposition, elektrisk potential, Poissons ekvation, Laplaces ekvation, dielektriska material, dipoler, polarisation, förskjutningsfält, kapacitansberäkningar, elektrostatisk energi och elektrostatisk kraft. ELEKTRISK STRÖM: Strömtäthet, kontinuitetsekvationen, Ohms lag, Joules lag och resistansberäkningar. MAGNETOSTATIK: Magnetisk kraft på strömförande ledare, magnetisk flödestäthet, Ampères lag, vektorpotential, Lorenzkraft, Biot-Savarts lag, magnetiskt flöde, dipoler, magnetiska material, magnetisering, magnetiskt fält, ferromagnetism och permanentmagneter. INDUKTION: Faradays lag, självinduktans, ömsesidig induktans, transformatorer, generatorer, magnetisk energi och kraft. MAXWELLS EKVATIONER: Förskjutningsström, Maxwells ekvationer, vågekvationer, vågor i vakuum, randvillkor och Poyntings vektor. PLANA VÅGOR: Utbredning i media med och utan förluster, skineffekt, reflektion/transmission vid plana gränsytor, Snells lag, Fresnels formler, Brewstervinkel, totalreflektion.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, räkneövningar, datorlaborationer och frivilliga inlämningsuppgifter.

Litteratur

D.K. Cheng, Field and wave electromagnetics, 2nd ed., Reading, MA: Addison-Wesley, 1989. Kompletteringar på stenciler och www. Exempelsamling i fältteori.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen och rapport för datorlaboration.

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 pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.