Fysik GR (B), Elektromagnetisk fältteori, 6 hp

Syfte

Att 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;
- kunna redogöra för innebörden av de samband och lagar som utgör kursens kärna;
- kunna redogöra för den fysikaliska innebörden av Maxwells ekvationer och hur dessa tillämpas i den matematiska analysen av system med hög symmetri;
- kunna, med hjälp av formelsamling, välja metod och tillvägagångssätt för att lösa enklare problem inom den praktiska (ingenjörsmässiga) tillämpningen av den elektromagnetiska fältteorin;
- kunna klart redogöra för förda resonemang, införda storheter och resultat vid problemlösning, samt kunna bedöma resultatens rimlighet.

Innehåll

Repetition av vektoranalys (gradient, divergens, rotation, divergensteoremet, Stokes teorem, cylindriska och sfäriska koordinater), elektriska fält och fältlinjer, Coulombs lag, Gauss lag, elektrisk potential, Poissons ekvation, elektrostatisk energi för diskreta och kontinuerliga laddningfördelningar, ideala metalliska ledare, inducerad laddning, dielektriska material, linjära dielektrika, elektrisk dipol och polarisation, elektriska fältet i polariserade material, energin i dielektriska system, magnetiska fält och fältlinjer, Lorentz lag, strömtäthet, Biot-Savarts lag, Ampères lag, magnetisk dipol, magnetisering, magnetiska fält i materia, magnetisk susceptibilitet och permeabilitet, elektromotorisk kraft (emf), magnetiskt flöde, flödesregeln, Lentz 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,
Matematik GR (B), Flervariabelanalys, 6 hp.

Urvalsregler

Urval sker i enlighet med Högskoleförordningen och den lokala antagningsordningen.

Undervisning

Mestadels räkneövningar. Dessutom föreläsning på vissa delar av kursen efter studenternas önskemål. I övrigt självstudier.

Examination

6 hp, Tentamen.
Normalt i form av skriftlig examination.
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.

Övrig information

Kursen kan också till sin helhet räknas in i huvudområdet elektroteknik.