EI1240 Teoretisk elektroteknik 9,0 hp

Del 1: Statiska elektriska och magnetiska fält
Elektriska storheter och begrepp. Coulombs lag. Elektriska dipoler. Fältstyrkeberäkning. Dielektriska egenskaper hos material. Energi och kraftverkan i elektriska system. Speciella egenskaper hos system av ledare. Randvärdesproblem. Definition av magnetiska storheter. Biot-Savarts och Ampères lagar. Magnetiska fält i magnetiska material.

Del 2: Dynamiska fält
Elektromagnetisk induktion. Magnetisk energi och kraftverkan. Induktanser. Maxwells ekvationer. Konserveringslagar. Komplex representation av elektromagnetiska fältstorheter. Plana vågor. Rektangulära vågledare. Strålning från rörliga laddningar och enkla antenner. Transformation av elektriska och magnetiska fält mellan system med likformig rörelse.

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 och rörelsemängd lagras och transporteras i ett elektromagnetiskt fält
9. analysera utbredning, reflexion och transmission hos plana vågor
10. analysera utbredning i enkla typer av vågledare
11. använda Maxwells ekvationer för att analysera hur elektromagnetiska fält alstras från givna dynamiska laddning-/strömfördelningar
12. beräkna strålningsfälten från enkla typer av antenner och antennsystem

Motsvarande kurserna för civilingenjörsprogrammet Teknisk fysik i

• Linjär algebra
• Differential- och integralkalkyl, i en och flera variabler
• Komplex analys
• Analys av elektriska kretsar
• Fysikens matematiska metoder, innehållande vektoranalys, variabelseparation och ortogonala funktioner

D. J. Griffiths: Introduction to Electrodynamics, 3:e utgåvan (Prentice Hall).

• TEN2 - Tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• TEN1 - Tentamen, 4,5 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.

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

Godkänt i samtliga examinationsmoment.

• 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.

Kursen har ersatts av EI1320 Teoretisk elektroteknik, 9 hp.