KURSPLAN

Elektromagnetisk fältteori och elektromekaniska system 7,5 högskolepoäng

Electromagnetic Field Theory and Electromagnetic Systems
Grundnivå, F0056T
Version
Kursplan gäller: Vår 2020 Lp 3 - Tillsvidare
Vald version visar för vilken termin och läsperiod som denna kursplanen gäller för. Senaste version visas först.

Kursplanen fastställd
av HUL Mats Näsström 2017-02-14

Reviderad
av Niklas Lehto 2019-11-05

Utbildningsnivå
Grundnivå
Fördjupningskod
G2F
Betygskala
G U 3 4 5
Ämne
Fysik
Ämnesgrupp (SCB)
Fysik
Ingår i huvudområde
Teknisk fysik och elektroteknik

Behörighet

Grundläggande behörighet samt E0003E Elkretsteori, M0029M Differentialkalkyl, M0030M Linjär algebra och integralkalkyl, M0031M Linjär algebra och differentialekvationer, M0032M Flervariabelanalys och datorverktyg. Andra matematikkurser där matematisk analys i flera dimensioner och vektoranalys ingår kan ersätta dessa kurser.


Urval

Urvalet grundas på 1-165 högskolepoäng.



Mål/Förväntat studieresultat

Kursens innehåll har som mål att: 1) Ge en grund för vidare studier inom elektromagnetism och angränsande områden som plasmafysik och elektroteknik. 2) Ge grund och inblick i elektromekaniska system vars teori i sin tur i stor utsträckning grundas på elektromagnetism och elkretsteori. Studenten ska kunna tillämpa kunskapen för analys av mer tekniskt komplicerade problem inom eletromagnetism och dess tillämpningsområden.

Efter genomgången kurs ska studenten förstå:
•    Hur elektrostatiska fält genereras och hur fälten påverkas av dielektriska material. 
•    Hur magnetostatiska fält genereras och hur fälten påverkas av magnetiska material. 
•    Växelverkan mellan elektriska- och magnetiska fält: elektromagnetism.
•    Hur grundläggande elektromekaniska system är uppbyggda.  
•    Begränsningarna i möjligheten att lösa elektromagnetiska problem- och modellera elektromekaniska system analytiskt.

Studenten ska också efter genomgången kurs ha insikt i pågående forsknings- och utvecklingsarbete där elektromagnetism är centralt, och ha förmågan att göra lämpliga approximationer och antaganden med hänsyn till fysiken i beskrivna problem. Vidare ska studenten kunna:
•    Hur vektoranalys appliceras för att lösa elektromagnetiska problem.
•    Hur elektromekaniska komponenter är uppbyggda.
•    Analysera elektromagnetiska problem med hjälp av symmetri. 
•    Formulera elektromagnetiska problem i mer komplex geometri i en form lämplig för numerisk beräkning. 

Efter genomgången kurs ska studenten också ha:
•    Tränat förmågan till praktiskt problemlösande. 
•    Förmågan att bedöma rimligheten i uppnådda resultat kopplat till teorin. 
•    Ha förmågan att förstå behovet av kunskap i elektromagnetism och elektromekaniska system inom sin egen framtida professionsdisciplin, och vetenskap och ingenjörsarbete generellt.


Kursinnehåll

Elektromagnetism: Vektoranalys. Elektrostatik och likström, dielektrika och ledare. Speciella metoder för potentialproblem. Kvasistatiska magnetiska fält, magnetiska material. Faradays induktionslag. Maxwells ekvationer. Elektromekaniska system: lik- och växelströmsmotorer, linjära aktuatorer, MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems).


Genomförande

Undervisningen genomförs i form av föreläsningar där teori och koncept gås igenom, övningspass fokuserande på problemlösning, och laboration alt. inlämningsuppgift som redovisas skriftligt.


Examination

Består av tre delar: Skriftlig tentamen i elektromagnetisk fältteori, Skriftlig tentamen i elektromekaniska system samt Skriftlig rapport.


Övrigt
Kursen kan inte ingå i examen tillsammans med F0007T.

Examinator
Lars-Göran Westerberg

Litteratur. Gäller från Vår 2020 Lp 3 (Kan ändras fram till 10 veckor innan studiestart)
För elektromagnetisk fältteori: Introduction to Electrodynamics av David J. Griffiths, 4th Revised Edition. För elektromekaniska system: Introduktion till Elektromekanik av Törbjörn Löfqvist och Åke Wisten. Kompendium, finns i lärplattformen som PDF att ladda ned.

Kursgivare
Institutionen för teknikvetenskap och matematik (TVM)

Moduler
KodBenämningBetygskalaHPTillståndGäller frånTitel
0001Laboration/inlämningsuppgiftG U 3 4 51.50ObligatoriskH17
0002Skriftlig tentamen, Elektromagnetisk fältteoriG U 3 4 54.00ObligatoriskH17
0003Skriftlig tentamen, Elektromekaniska systemG U 3 4 52.00ObligatoriskH17

Studiehandledning
Studiehandledning finns i lärplattformen Canvas före kursstart. Du som är ny student hittar all information du behöver på www.ltu.se/nystudent. Du som redan studerar vid Luleå tekniska universitet hittar information om kursstart via schema på studentwebben alternativt via kursrummet i lärplattformen. Du når lärplattformen via Mitt LTU.