Hoppa till huvudinnehållet

EI1240 Teoretisk elektroteknik 9,0 hp

Kursen ger grunderna i klassisk elektromagnetisk fältteori, i form av sambanden mellan elektromagnetiska fält, laddningar och strömmar.

Kursomgångar saknas för aktuella eller kommande terminer.
Rubriker med innehåll från kursplan EI1240 (HT 2011–) är markerade med en asterisk ( )

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

  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

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

Ingen information tillagd

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

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

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

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

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

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

Huvudområde

Elektroteknik, Teknik

Utbildningsnivå

Grundnivå

Påbyggnad

EI2400 Tillämpad antennteknik
EI2402 Elektromagnetisk förenlighet
EI2410 Fältteori för vågledare
EI2420 Elektromagnetisk vågutbredning

Kontaktperson

Martin Norgren

Övrig information

Kursen har ersatts av EI1320 Teoretisk elektroteknik, 9 hp.