EI1240 Teoretisk elektroteknik 9,0 hp
Denna kurs är avvecklad.
Sista planerade examination: VT 2021
Avvecklingsbeslut:
Ingen information tillagdKursen ger grunderna i klassisk elektromagnetisk fältteori, i form av sambanden mellan elektromagnetiska fält, laddningar och strömmar.
Innehåll och lärandemål
Kursinnehåll
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.
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
- definiera elektriska och magnetiska fält utifrån deras kraftverkan
- förklara de fysikaliska innebörderna hos differentialekvationerna för elektrostatiska och magnetostatiska fält
- beräkna elektriska fält från stationära laddningsfördelningar och magnetiska fält från stationära strömfördelningar
- lösa enkla elektrostatiska randvärdesproblem
- beskriva och använda enkla modeller för elektriska och magnetiska fälts växelverkan med material
- redogöra för begreppet elektromotorisk kraft
- skriva upp Maxwells ekvationer och förklara deras fysikaliska innebörder
- analysera hur energi och rörelsemängd lagras och transporteras i ett elektromagnetiskt fält
- analysera utbredning, reflexion och transmission hos plana vågor
- analysera utbredning i enkla typer av vågledare
- använda Maxwells ekvationer för att analysera hur elektromagnetiska fält alstras från givna dynamiska laddning-/strömfördelningar
- beräkna strålningsfälten från enkla typer av antenner och antennsystem
Kurslitteratur och förberedelser
Särskild behörighet
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
Rekommenderade förkunskaper
De grundläggande matematikkurserna samt fysikens matematiska metoder.
Utrustning
Kurslitteratur
D. J. Griffiths: Introduction to Electrodynamics, 3:e utgåvan (Prentice Hall).
Examination och slutförande
När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.
Betygsskala
Examination
- TEN1 - Tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
- TEN2 - 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.
Övriga krav för slutbetyg
Godkänt i samtliga examinationsmoment.
Möjlighet till komplettering
Möjlighet till plussning
Examinator
Etiskt förhållningssätt
- 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.
Ytterligare information
Kursrum i Canvas
Ges av
Huvudområde
Utbildningsnivå
Påbyggnad
EI2400 Tillämpad antennteknik
EI2402 Elektromagnetisk förenlighet
EI2410 Fältteori för vågledare
EI2420 Elektromagnetisk vågutbredning
Kontaktperson
Övrig information
Kursen har ersatts av EI1320 Teoretisk elektroteknik, 9 hp.