Fysik GR (B), Elektromagnetisk fältteori, 7,5 hp

Syfte

Studenten ska inhämta de kunskaper i elektromagnetismens grunder som krävs för studier i fysik och i tillämpade elektrotekniska ämnen. Med elektromagnetismens grunder avses här den begreppsmängd, både av fysikalisk och matematisk art, som leder fram till och inkluderar Maxwells ekvationer i vakuum såväl som i materia. Syftet är vidare att studenten ska utveckla färdigheter i att lösa problem av grundläggande slag.

Lärandemål

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna:
- redogöra för de fysikaliska begrepp som ingår i kursen;
- redogöra för innebörden av de samband och lagar som utgör kursens kärna;
- redogöra för den fysikaliska innebörden av Maxwells ekvationer och hur dessa tillämpas i den matematiska analysen av system med hög symmetri;
- med hjälp av formelsamling välja metod och tillvägagångssätt för att lösa enklare problem inom den praktiska (ingenjörsmässiga) tillämpningen av den elektromagnetiska fältteorin;
- redogöra för förda resonemang, införda storheter och resultat vid problemlösning, samt kunna bedöma resultatens rimlighet.
- utföra och analysera experiment och att med viss hjälp kunna tolka erhållna resultat;
- dokumentera sitt experimentella arbete samt prestera lösningsförslag och laborationsrapporter som uppfyller ställda krav på läsbarhet, stringens och disposition.

Innehåll

Repetition av vektoranalys (gradient, divergens, rotation, divergensteoremet, Stokes teorem, cylindriska och sfäriska koordinater, deltafunktion, Helmholtz teorem), elektriska fält och fältlinjer, Coulombs lag, Gauss lag, elektrisk potential, Poissons ekvation, elektrostatisk energi för diskreta och kontinuerliga laddningfördelningar, ideala metalliska ledare, inducerad laddning, spegelladdningar, dielektriska material, linjära dielektrika, elektrisk dipol och polarisation, elektriska fältet i polariserade material, elektriska förskjutningsvektorn, energin i dielektriska system, magnetiska fält och fältlinjer, Lorentzs lag, strömtäthet, Biot-Savarts lag, Ampères lag, magnetisk dipol, magnetisering, magnetiska fält i materia, H-fältet, magnetisk susceptibilitet och permeabilitet, elektromotorisk kraft (emf), magnetiskt flöde, flödesregeln, Lenz lag, inducerade elektriska fält, Faradays lag, induktans, energin i magnetiska fält, förskjutningsström, Maxwells ekvationer i vakuum och i materia, introduktion till antennteori och antenners vågutbredning.

Behörighet

Fysik GR (A), Elektromagnetism och vågrörelselära I, 6 hp samt Matematik GR (B), Flervariabelanalys, 6 hp.

Urvalsregler

Urval sker i enlighet med Högskoleförordningen och den lokala antagningsordningen.

Undervisning

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, problemlösningsövningar och laborationer.

Examination

I100: Uppgift, 1,5 hp
Betygsskala: Underkänd (U) eller Godkänd (G)

T100: Tentamen, 6 hp
Betygsskala: På kursen ges något av betygen A, B, C, D, E, Fx och F. A - E är Godkänt, Fx och F är underkänt.

6,0 hp, T100: Skriftlig tentamen
Betyg: A, B, C, D, E, Fx och F. A - E är Godkänt, Fx och F är underkänt.

1,5 hp, L100: Laborationer
Närvaro vid laborationerna är obligatorisk. Redovisning sker med hjälp av loggbok och laborationsrapport. För att få tillgodoräkna sig laborationerna skall dessa vara godkända inom en period av en månad efter slutförandet, om inte examinator meddelar annat.
Betyg: Godkänd (G) eller Underkänd (U)

För att få ett godkänt slutbetyg på kursen skall båda delmomenten ovan vara godkända. Slutbetyget baseras på en sammanvägd bedömning av hur väl lärandemålen har klarats av.

Betygskriterier för ämnet finns på www.miun.se/betygskriterier.

Betygsskala

På kursen ges något av betygen A, B, C, D, E, Fx och F. A - E är Godkänt, Fx och F är underkänt.