Behörighetskrav

Elektromagnetism I. Flervariabelanalys. Mekanik I.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• redogöra för hur elektromagnetiska fält uppstår och hur dessa behandlas matematiskt, samt hur dessa fält utbreder sig i rymden med tiden,
• redogöra för vad som händer med elektromagnetiska fält då dessa träffar ledande och dielektriska begränsningsytor,
• redogöra för hur elektromagnetiska vågor flyttar energi från en plats till en annan,
• analysera och utföra beräkningar på enklare elektriska kretsar för DC (likström) i stationärtillstånd, med hjälp av Ohms och Kirchhoffs lagar,
• analysera och utföra beräkningar på enklare elektriska kretsar för AC (växelström) i stationärtillstånd, med hjälp av jω-metoden,
• använda nod- och maskanalys för beräkningar på stora elektriska nät för DC och AC,
• redogöra för hur frekvensanalys görs på enklare elektriska kretsar,  
• övergripande redogöra för elektromagnetismens betydelse inom fysik och teknik.

Innehåll

Divergens och rotation av vektorfält samt identiteter för grad, div, och rot i olika koordinatsystem, Greens, Stokes och Gauss satser. Viktiga elektrostatiska och magnetostatiska ekvationer, tidsberoende elektromagnetiska fält, fältenergi, Maxwells ekvationer på differentialform, skalär- och vektor potential, elektromagnetiska vågor, vågekvationen, Poyntings teorem. Reflektion av vågor från ledande och dielektriska begränsningsytor, elektromagnetisk strålning, transmissionsledningar och telegrafekvationen.

Diskreta kretsar och Kirchhoffs lagar, kretselement och deras egenskaper: resistans, kapacitans och induktans, ström och spänningskällor (oberoende och beroende), serie- och parallellkoppling, nod- och maskanalys, D-Y transformering, tvåpoler: Thévenins och Nortons teorem. Växelströmsnät i stationärt tillstånd: Komplexa tal och jω-metoden, impedanser, induktiv- och kapacitiv reaktans, serie- och parallellresonanskretsar, överföringsfunktioner, aktiv, reaktiv och skenbar effekt. Kopplade kretsar: ömsesidig induktans, transformatorer och ideal transformator.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner och laborationer.

Examination

Skriftlig tentamen. Laborationer.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.