EI1200 Elektromagnetisk fältteori 7,5 hp

Föreläsningar:

Statiska elektriska och magnetiska fält:
Elektriska storheter och begrepp. Coulombs och Gauss lagar. Elektriska dipoler. Fältstyrkeberäkning. Fält inuti ledare. Kapacitans. Dielektriska egenskaper hos material. Bunden laddningstäthet. Polarisation. Energi och kraftverkan i elektriska system. Speciella egenskaper hos ledare. Randvärdesproblem. Poissons och Laplaces ekvationer. Spegling i plana och buktiga ytor. Elektrostatisk energi. Krafter och vridmoment. Maxwells spänningar. Ohms lag i differentialform. Joules lag. Definition av magnetiska storheter. Biot - Savarts och Ampères lagar. Magnetiskt dipolmoment. Magnetisering. Magnetiska fält i magnetiska material. Magnetiska kretsen.
Elektromagnetisk induktion. Induktionslagen. Induktans. Transformation av fält. Magnetisk energi. Kraftverkan och vridmoment. Maxwells spänningar. Laddningars rörelse.

Övningar:

Räkneövningar på kursens olika delar

Kursen Elektromagnetisk fältteori ska ge grundläggande förståelse för och kunskap om fysiken samt den matematiska beskrivningen i Maxwells teori om elektriska fenomen. Kursen utgör en viktig bas för fördjupning i de ämnesområden, både teoretiska och tillämpade, som ingår i utbildningen i civilingenjörsprogrammen Elektroteknik och Mikroelektronik.

Efter fullgjord kurs skall teknologen kunna:

• beskriva diskreta och kontinuerliga elektriska och magnetiska källor
• beräkna sambandet mellan elektromagnetiska fält och deras källor
• beräkna kraft och vridmoment
• tillämpa potentialbegreppen
• tillämpa flödesintegraler
• förklara hur olika material påverkar fältbilden
• tillämpa begreppen polarisation och magnetisering
• förklara skillnaden mellan linjära och olinjära material
• använda Gauss och Ampéres lagar
• förklara konstituerande relationer
• tillämpa linjära och olinjära modeller
• ange tekniska tillämpningar för olika material
• tillämpa randvillkor vid gränsyta mellan olika material
• använda Poissons och Laplaces ekvationer
• förklara begreppet spegling vid lösandet av randvärdesproblem
• använda speglingsmetoder på plana och buktiga ytor
• förklara begreppen resistans, kapacitans, själv- och ömsesidig induktans
• förklara elektromagnetisk induktion och relativitetsbegreppet
• skilja mellan olika energiformer
• beskriva sambanden mellan energi och källor samt mellan energi och fält
• beräkna upplagrad energi
• konstruera en matematisk modell från en problembeskrivning
• välja metod för att lösa problem
• identifiera symmetriegenskaper
• använda integralkalkyl vid lösandet av problem
• motivera rimligheten i beräkningsresultat

Kunskaper i integralkalkyl, jw-metoden, vektoralgebra (kartesiska- ,
cylindriska- och sfäriska koordinatsystem, skalär- och kryssprodukt), vektoranalys (gradient, divergens, rotation, Gauss och Stokes
vektorsatser) samt kännedom om begreppen kraft, moment, tyngdpunkt, arbete, energi och effekt.

Cheng: Field and Wave Electromagnetics. Addison-Wesley.

Petersson: Stationära fenomen
Petersson: Elektromagnetism

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

• KON1 - Kontrollskrivning 1, 2,0 hp, betygsskala: P, F
• KON2 - Kontrollskrivning 2, 2,0 hp, betygsskala: P, F
• TEN1 - Tentamen, 3,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Två kontrollskrivningar (KON1; 2 hp), (KON2; 2 hp)
En skriftlig tentamen (TEN1; 3,5 hp)

Lars Jonsson

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

EI1210 Vågutbredning och antenner