SK1118 Elektromagnetism och vågrörelselära 7,5 hp

Electromagnetism and Waves

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Teknik
  • Betygsskala

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

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 för programstuderande

HT19 för programstuderande

HT18 TCOMK för programstuderande

HT18 för programstuderande

Lärandemål

Kursen har tvåövergripande mål, att ge grundläggande kunskap och färdigheter i elektromagnetism, samt färdighet i ingenjörsmässig problemlösning.

Elektromagnetism: Elektromagnetism är ett ämnesområde med flerhundraårig historia. Därför innehåller den en mängd olika begrepp som inte alltid är logiskt benämnda. Efter genomgången kurs ska du känna till grundläggande elektromagnetiska begrepp och kunna definitionen av de vanligaste av dessa. Målet är att du ska kunna ”tala med elektroingenjörer på elektroingenjörers vis”. Elektrodynamiken kan sammanfattas i de så kallade Maxwells ekvationer. Du ska känna till dessa och kunna använda dig av dessa för att lösa elektromagnetiska problem (se nedan). För att utnyttja elektromagnetism till nyttiga ändamål har det utvecklats komponenter och system som använder sig av olika elektromagnetiska fenomen. Du ska känna till grundläggande komponenter och fenomen för att kunna föreslå och/eller förklara hur problem kan lösas med hjälp av dessa. Genom laborationerna kommer du att bli förtrogen med optiska instrument och mätningar. Du ska efter laborationerna ha lärt dig hur man genomför en systematisk undersökning samt kunna rapportera en undersökning skriftligt på ett professionellt sätt.

Problemlösning: Efter kursen ska du kunna omsätta elektromagnetiska problem till en matematisk modell så att en relevant lösning kan erhållas. Ofta kommer du att finna att den matematiska modellen är svår att lösa exakt. Då måste man förenkla den. Efter kursen ska du kunna använda olika typer av matematiska och fysikaliska approximationer och kunna avgöra om de är relevanta, d.v.s. om lösningen är rimlig. Ibland har man inte alla data som är nödvändiga för ett problems direkta lösning tillgängliga. Omvänt har man ibland redundanta eller ovidkommande data. Du ska efter kursen ha lärt dig att presentera och argumentera för din lösning, d.v.s. kunna motivera att de samband du använt dig av är relevanta och/eller att de data du bortser ifrån har liten eller ingen betydelse för lösningen. Du kommer dessutom att finna att räkningar ofta blir fel, p.g.a. slarv eller missförstånd. Med hjälp av dimensionsanalys av svaret hittar man de flesta fel och kan rätta till många. Efter kursen ska du ha lärt dig att regelmässigt kontrollera dimensionen på alla problemlösningar.

Kursens huvudsakliga innehåll

  • Elstatik: fältstyrka och potential, Gauss sats, metaller och dielektrika, kondensatorn, elektrostatisk energi.
  • Magnetfält: Uppkomst, kraftverkan, magnetiska material, spolar, magnetisk energi.
  • Tekniska tillämpningar, magnetisk induktion. 
  • Maxwells ekvationer.
  • Grundläggande vågbegrepp.
  • Elektromagnetiska vågor: Alstring, polarisation, interferens och diffraktion, tekniska tillämpningar.

Behörighet

SF1624 Algebra och geometri, SF1625 Envariabelanalys och IE1206 Inbyggd elektronik.

Rekommenderade förkunskaper

SF1626 Flervariabelanalys rekommenderas starkt

Litteratur

För studenter som läser kursen på svenska: "Elektromagnetism" av Lars Alfred Engström, Studentlitteratur, ISBN 91-44-01510.

För studenter som läser kursen på engelska: "Primary Theory of Electromagnetics" by Hyo J. Eom, Springer, ISBN 978-94-007-7142-0. Även elektroniskt tillgänglig på KTHB som E-bok (ISBN 978-94-007-7143-7).

Laborationsinstruktioner som kan laddas ner från kursens hemsida.

Examination

  • LAB1 - Laborations, 1,5, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 6,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Tentamen med räkneproblem. Betygssättning sker på grundval av tentamensresultat. För godkänt betyg krävs godkända laborationer (2 st). Dessa kan endast utföras under den tid kursen är schemalagd.

Ges av

SCI/Tillämpad fysik

Kontaktperson

Urban Westergren (urban@kth.se)

Examinator

Urban Westergren <urban@kth.se>

Övrig information

Ersätter IF1613.
Villkorligt valfri för CINTE, Engelska versionen av kursen är obligatorisk för TCOMK 

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2016.
Examinationsinformation gäller från och med HT2017.