 |
FK4010 - Eddy Ardonne | Fysikum |
På den här websidan lägger vi ut material för kursen i elektromagnetism inom kandidatprogrammet vt 2014.
Om du avser att följa kursen bör du noga läsa igenom
informationen som ges här samt att återkomma till denna
sida med jämna mellanrum för att få ta del av
senaste nytt.
Fortlöpande information (t.ex. om schemaändringar)
kommer i första hand att ges på hemsidan samt
meddelas på föreläsningarna.
Alla som följer kursen måste registrera sig (mitt.su.se). Om du har problem, då borde du vända dig till Gorica Nikolic på studentexpeditionen.
Schemat för föreläsningarna, osv. finns här som pdf fil, här i .ics-format och här i html.
Kursfakta finns
på Fysikums websida.
Detaljerat kursinnehåll och läsanvisningar finns
nere.
En kompakt beskrivning över kursens omfattning:
Coulombs lag. Elektriska och magnetiska fält. Lorentz-kraft.
Elektrisk potential. Elektrostatisk energi. Gauss lag.
Elektrisk ström, resistans, effektutveckling.
Kontinuitets-ekvationen (laddningens bevarande).
Energitäthet hos de elektriska och magnetiska fälten.
Elektromotorisk spänning.
Magnetiska fält kring elektriska strömmar.
Biot-Savarts lag och Ampères lag.
Den magnetiska kraften som en relativistisk effekt.
Magnetisk induktion. Faradays lag.
Maxwells komplettering av Ampères lag
Maxwells ekvationer i vacuum. Induktans.
Magnetisk kraft på strömförande ledare.
Kretsteori - transienta och stationära förlopp,
Kirchoffs lagar, visardiagram, komplexa metoden.
Elektriska och magnetiska fält i materiella medier -
Maxwells ekvationer. Polarisation, hysteres.
Maxwells ekvationer på differentiell form - Nabla-operatorn,
Gauss sats, Stokes sats.
Poissons och Laplaces ekvationer, bildladdningsmetoden.
Vektorpotentialen och gauge-transformationer.
Elektromagnetisk vågrörelse.
Poynting-vektorn, Poyntings teorem.
(e-postadresser vid fysik.su.se inom parentes)
|
|
|
|
Kursen är baserat på:
Grant & Phillips, Electromagnetism (Second Edition)
För Räkneövningarna används
Selldén,
Räkneövningar i elektromagnetims, 8:e upplagan
(Köpes på studentexpeditionen).
Brevidläsning:
För att underlätta administrationen bokas grupper
via nätet.
Du behöver inte ange ditt fullständiga namn om du inte vill -
bara det är något så när entydigt.
De övriga Länkarna kommer inom kort!
Räkneövningarna utgår från de problem som finns
samlade i räkneövningshäftet -
"Räkneövningar i elektromagnetism, 8:e upplagan".
På prov låter vi de två räkneövningsgrupperna
ha lite olika karaktär. I räkneövningsgruppen R2 går
läraren systematiskt igenom de valda uppgifterna, visar deras
lösningar och diskuterar dem. I räkneövningsgruppen R1 ska
vi försöka med ett mer aktivt deltagande från studenterna.
Man kan fritt välja att gå i den ena eller andra gruppen, och
man kan byta grupp när som helst. För att få en
uppfattning om intresset för den ena eller andra typen av
räkneövning är det dock bra om du preliminärt
registrerar dig antingen i R1 eller R2, bereonde på vilken
typ av räkneövningar som du tror skulle passa dig
bäst.
För att boka plats, föll den här länken:
boka räkneövningsgrupp.
Planering av räkneövningar:
En lista med bra problem för att öva sig på finns här.
Det finns lösingar till vissa
udda
och
jämna
problem.
Tänk på att det är väsentligt att du
försöker lösa problemen själv först,
gärna med hjälp av lärobok och
föreläsningsanteckningar.
Se även
Räknestuga!
Frågestunderna (s.k. tutorials) är till för dig
som t.ex. vill ha olika teoriavsnitt förklarade eller
diskuterade, eller kanske vill få tips om hur problem skall
lösas. Meningen är att ni skall vara aktiva, och
innehållet, dvs frågor och diskussionsämnen,
bestäms till stor del av era egna önskemål
(skicka gärna läraren förslag
till genomgång av specifika frågor via epost).
Frågestunderna är på följande tider:
Demonstrationerna är en obligatorisk del av labkursen.
De utförs i lag om två (i undantagsfall tre) studenter.
Den första dagen ägnas åt att förbereda experimentet
(det finns åtta olika experiment att välja mellan).
Den andra dagen skall demolaget genomföra sitt experiment inför
resten av demogruppen på ett pedagogiskt sätt.
Assistenterna, och ytterligare en eller två lärare är
närvarande och bedömer presentationerna och ger antingen
godkänt eller (mycket sällan) kompletteringsuppgifter.
Demonstrationsavdelningen ligger i stora huset på
plan 4, bortom studentexpeditionen.
Det finns åtta demonstrationer att fördelas mellan studenterna
i varje demonstrationsgrupp.
Antalet studenter per demonstration är idealt två,
men tre kan accepteras i nödfall.
Observera att det är inte nödvändigt att printa ut alla
demonstrationer.
Printa ut den del som är aktuell för din egen
demonstration.
Här följer en beskrivning av demonstrationerna:
| Elektrostatik I: | Grundläggande elektrostatik. (Elektroskop och plattkondensator.) |
| Elektrostatik II: | Mycket höga spänningar. Urladdningar. Faradays bur. (Bandgenerator - bredvidläsning I och II ). |
| Magnetism I: | Magnetiskt fält och magnetiska krafter. |
| Magnetism II: | Helmholtzspole. Bestämning av e/m för elektronen. |
| Induktion I: | Faradays lag på olika sätt. |
| Induktion II: | Mycket höga inducerade spänningar (gnistinduktor), virvelströmmar. |
| Transformatorn I: | Järn i magnetfält, transformator, svetsning, Jakobs stege. |
| Transformatorn II: | Elöverföring. Effektförluster. |
För att boka plats, föll den här länken:
boka demostrationsgrupp.
Se till att boka i den labgrupp du tillhör (A, B eller C).
Labkursen består av en demonstrationsövning
(nämnd ovan) och två laborationer
och utgör tillsammans med
teorin en integrerad del av hela kursen.
Laborationer som inte godkänts innan början av
vårterminen 2014 måste göras om.
Den första laborationen, elektriska mätningar
är enkel och syftar till att man ska lära sig använda
instrumenten i labbet. Den redovisas genom att man visar assistenterna
vilka värden man fick innan man går.
Den andra, magnetiska fält, är mer krävande och
redovisas i en labrapport.
För att eventuella fel i analysen ska kunna korrigeras ska en
sammanställning av resultaten (inte en labrapport!)
inlämnas i förväg för genomgång av lärare.
Båda labbarna äger rum på andra våningen i
labhuset (Roslagstullsbacken 33).
Här följer en beskrivning av laborationerna:
| Elektriska mätningar: | - Elektriska mätningar med övningar på oscilloskop. |
| Magnetism: | - Mätning på magnetiska fält i en toroid. |
För att boka plats, föll den här länken: boka labgrupp.
Labrapport för laboration 2
Ett exempel av en labrapport (från experimentella metoder)
kan laddas ner här,
för att se vad som förväntas i en labrapport.
Inlämning av rapporten
Labrapporten ska lämnas in via e-post till Eddy.
Sista dag för att lämna in labrapporten är:
För analysen av laboration 2 krävs tillgång till dator. Datorsalar upplåts för detta ändamål vid vissa schemalagda tider, och en assistent finns närvarande eller kan kontaktas vid behov av hjälp.
För att stimulera till inläsning i tid ges två
övningsskrivningar (duggor).
Duggorna kommer att innehålla
många ganska enkla frågor och problem.
Ppoäng på duggorna ger
tenta-poäng som kan tillgodoräknas för betyg
E, D, C, B eller A på tentan.
Full poäng på duggorna ger
tenta-poäng som motsvara 15%.
På duggorna får man använda en kalkylator, Physics Handbook (eller motsvarande) och läroboken.
Gamla duggor med lösningar (som pdf filer):
Läsårets tentamensschemat finns här.
Gamla tentor med lösningar (som pdf filer):
Se även den gamla websidan för ellära kursen FK4005e-VT2011.
Full poäng på duggorna ger
tentapoäng som motsvara 15%.
Duggapoäng räknas om till tenta poäng
entligt den här filen
dugga till tenta poäng.
Duggapoäng gäller en termin, och adderas till poäng
som man får på tentan.
Betygsättning på tentan (max 40 poäng) är:
För att klara kursen måste man får godkännd på demonstrationen och laborationerna. Om man får vällgodkännd på laboration 2, då höjs tentabetyget ett steg, om tenta betyget var minst E (så det gäller inte om tenta betyget först var Fx, och en A höjs inte).
Om du behöver hjälp med något, är du välkommen på den allmänna räknestugan, torsdager kl. 15:00-18:00 i sal FP41.
Vi kommer att inrätta ett kursforum där kursansvarig,
och en assistent träffar några representanter för
studenterna vid några tillfällen under kursen.
Tanken är att eventuella problem ska tas upp till diskussion,
och i möjligaste mån åtgärdas, under kursens
gång.
Studentrepresentanterna i kursforum kan bidra till utformningen av
kursutvärderingsenkäten och resultatet av den skall
också diskuteras i ett avslutande möte.
Mer information finns
här,
och här
finns en lista för intresseanmälan som ämnesrådet
(FÄR) gjort.
För att anmäla dig till Kursforum, föll
den här länken:
anmälan till Kursforum.
Om du har synpunkter på kursen, kontakta Eddy Ardonne, någon annan lärare, eller någon av representanterna i kursforum. Kanske kan vi åtgärda det som du reagerat på under kursens gång, kanske för kommande års studenter.
Läsanvisningar för varje föreläsning finns i den här filen, som uppdateras regelbunden.
Sektionen av `Electromagnetism' (Grant & Phillips) som behandlas i kursen:
Chapter 1 (Forces and energy in electrostatics):
|
|
|
Chapter 2 (Dielectrics):
|
|
|
Chapter 3 (Electrostatic Field Calculations):
|
|
|
Chapter 4 (Steady Currents and Magnetic Fields):
|
|
|
Chapter 5 (Magnetic Materials):
|
|
|
Chapter 6 (Electromagnetic induction and magnetic energy):
|
|
|
Chapter 8 (Linear Circuits):
|
|
|
Chapter 10 (Maxwell's equations):
|
|
|
Chapter 7 (Alternating currents and transients):
|
|
|
Chapter 11 (Elektromagnetic waves):
|
|
|
|
