EI1220 Teoretisk elektroteknik E 10,5 hp

Electromagnetic Theory E

Grundkurs i elektromagnetisk fältteori, inkluderar elektro-statik, induktion, plana vågor samt elementärdipoler

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Teknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 CELTE för programstuderande

  • Perioder

    HT19 P1 (3,0 hp), P2 (7,5 hp)

  • Anmälningskod

    50787

  • Kursen startar

    2019-09-16

  • Kursen slutar

    2020-01-14

  • Undervisningsspråk

    Svenska

  • Studielokalisering

    KTH Campus

  • Undervisningstid

    Dagtid

  • Undervisningsform

    Normal

  • Antal platser

    Ingen begränsning

  • Kursansvarig

    Lars Jonsson <ljonsson@kth.se>

  • Lärare

    Lars Jonsson <ljonsson@kth.se>

  • Målgrupp

    Obligatorisk för Civilingenjörsutbildningen i elektroteknik (CELTE).

  • Del av program

HT18 CELTE för programstuderande

Lärandemål

Övergripande mål

Efter kursen skall teknologen utifrån en beskrivning av en situation som leder till ett elektromagnetiskt fältproblem kunna

  • använda sin begreppsmässiga förståelse av de elektromagnetiska lagarna för att kvalitativt beskriva beteendet hos lösningen till problemet
  • använda sin förmåga att hantera de elektromagnetiska lagarna för att, i enklare situationer, ställa upp en beräkningsmodell och utföra de erforderliga beräkningarna: välja lämplig metod; göra vederbörliga approximationer; rimlighetsbedöma resultatet

Konkreta mål

  1. definiera elektriska och magnetiska fält utifrån deras kraftverkan
  2. förklara de fysikaliska innebörderna hos differentialekvationerna för elektrostatiska och magnetostatiska fält
  3. beräkna elektriska fält från stationära laddningsfördelningar och magnetiska fält från stationära strömfördelningar
  4. lösa enkla elektrostatiska randvärdesproblem
  5. beskriva och använda enkla modeller för elektriska och magnetiska fälts växelverkan med material
  6. redogöra för begreppet elektromotorisk kraft
  7. skriva upp Maxwells ekvationer och förklara deras fysikaliska innebörder
  8. analysera hur energi transporteras i ett elektromagnetiskt fält
  9. analysera utbredning, reflexion och transmission hos plana vågor under vinkelrätt infall
  10. beräkna strålningsfälten från elektriska och magnetiska elementardipolantenner

Kursens huvudsakliga innehåll

  • Coulombs lag; elektriska fältet E; laddningsfördelningar; Gauss lag
  • skalära potentialen; elektrostatisk energi; ledare; kapacitans
  • speglingsmetoder
  • elektriska dipolen; polarisation; bundna laddningar; D-fältet; dielektrika; permittivitet
  • strömtäthet; ledningsförmåga; resistans; Joules lag
  • Biot-Savarts lag; magnetiska fältet B; kontinuitetsekvationen; Ampères lag; vektorpotentialen
  • magnetiska dipolen; magnetisering; bundna strömtätheter; H-fältet; permeabilitet
  • EMK; induktionslagen; induktans; magnetisk energi
  • Maxwells ekvationer; Poyntings teorem
  • vågekvationen; plana vågor; komplexa fält; plana vågor i material; reflexion och transmission
  • elektriska och magnetiska elementardipolantennerna

Kursupplägg

Föreläsningar och räkneövningar.

Behörighet

Motsvarande kurserna för civilingenjörsprogrammet Elektroteknik i

  • Linjär algebra
  • Differential- och integralkalkyl, i en och flera variabler
  • Analys av elektriska kretsar
  • Vektoranalys

Rekommenderade förkunskaper

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.

Litteratur

Examination

  • KONE - Kontrollskrivning E, 3,5, betygsskala: P, F
  • KONM - Kontrollskrivning M, 4,0, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamina, 3,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Godkänt i samtliga examinationsmoment.

Ges av

EECS/Energi och elektroteknik

Kontaktperson

Lars Jonsson

Examinator

Lars Jonsson <ljonsson@kth.se>

Påbyggnad

E1222 Teoretisk elektroteknik E, fortsättningskurs

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2019.
Examinationsinformation gäller från och med VT2019.