Behörighetskrav

60 hp inom teknik/naturvetenskap inklusive Flervariabelanalys allmän kurs, Beräkningsvetenskap I och Mekanik.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• utföra elektriska och magnetiska fältberäkningar i rummet i vissa enkla geometrier med enkla randvillkor,
• beräkna statiska och tidsberoende strömmar i enklare kretsar innehållande resistanser kapacitanser och induktanser,
• hantera de vanligaste elektriska mätinstrumenten,
• utföra beräkningar av förluster, utvecklade aktiva och reaktiva effekter samt effektflöden i elektriska nät,
• redogöra för elkraftsystemet, dess ingående komponenter och deras funktion,
• beräkna förluster och effektflöden i synkrongeneratorer, transformatorer och transmissionsledningar,
• redogöra för etiska aspekter på generering och konsumption av elektricitet.

Innehåll

Orientering om elsäkerhet. Grundläggande ellära. Elektrostatik. Gauss lag för det elektriska fältet i integralform. Elektrostatisk energi, kapacitans. Ohms lag, resistivitet och konduktivitet.

Elektrisk kretslära: Kirchhoffs lagar, serie/parallell koppling, D-Y transformering, spännings/strömdelning, superposition/ekvivalenta tvåpoler, jω-metoden. Resonanskretsar, överföringsfunktioner, komplex effekt, frekvenskarakteristik. Stationär elektromagnetism: magnetiska fält och - flödestäthet samt magnetisk kraftverkan. Amperes lag för B-fältet i integralform samt något om magnetiska material.

Elektromagnetisk induktion: Faradays och Lenz lagar. Induktans.

Elkraftsystemet: Transmissionsnätet, trefassystemet, trefasströmmar, symmetriska komponenter, aktiv och reaktiv effekt. Elnätskomponenter: synkrongeneratorn trefastransformatorer, , ställverk, transmissionsledningar, luftledningar och kablar, mättransformatorn, avledare, brytare, frånskiljare. Etiska aspekter på generering och konsumption av elektricitet. Studiebesök på elkraftrelaterad industri.

Laboration 1: Elektrisk mätteknik. Inledande övningar med elektriska instrument. Grundläggande elektriska samband undersöks, elsäkerhet.

Laboration 2: Filter. Resonans, effekten av kapacitans och impedans på en krets resonansfrekvens.

Undervisning

Föreläsningar, räkneövningar, laborationer och inlämningsuppgifter.

Examination

Skriftliga tentamina efter delkurs 1 (4 hp) respektive delkurs 2 (4 hp). Laborationer (1 hp) samt skriftliga och muntliga redovisningar av inlämningsuppgifter (1 hp).