Behörighetskrav

Grundläggande algebra, Lineär algebra, Endimensionell analys, Flerdimensionell analys eller Analys i flera variabler, Beräkningsvetenskap (MATLAB) eller motsvarande kunskaper. Rekommenderas: Mekanik I (kraft, energi, partikelrörelse) eller motsvarande.

Mål

Elektricitetsläran, inklusive magnetism, utgör en grundläggande del av den klassiska fysiken med mycket stora tekniska tillämpningar. Kursen avser att ge grundläggande kunskaper utöver gymnasienivån och utgör en bas för fortsatta studier i fysik, elektro- och materialteknik. Efter godkänd kurs skall studenten känna till grundläggande teori i elektrostatik, elektriska strömkretsar, stationär elektromagnetism och elektromagnetisk induktion samt kunna tillämpa teorin genom att:

• kunna utföra elektriska och magnetiska fältberäkningar i rummet i vissa enkla geometrier med enkla randvillkor.
• kunna beräkna statiska och tidsberoende strömmar i enklare kretsar innehållande resistanser, kapacitanser och induktanser.
• kunna redogöra för enkla elektriska apparaters principer och funktion.
• kunna hantera de vanligaste elektriska mätinstrumenten
• kunna modellera och beräkna fält, spänningar och strömmar i större kretssystem med hjälp av beräkningsprogram som MATLAB.

Innehåll

• Elektrostatik: elektrisk laddning och - fält, el. potential, el. dipol . Gauss lag för el. fältet i integralform. Kondensatorer, elektrostatisk energi.
• Elektrisk ström: Ohms lag, resistivitet och konduktivitet. Kirchhoffs lagar, emk. Upp- och urladdning av kondensatorer, RC kretsar. Orientering om växelström, effekt, och ideal transformator.
• 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. LR kretsar
• Elektrisk allmänkunskap: Principer för elektriska motorer. Orientering om elsäkerhet..
• Laboration Elektriska mätteknik.
• Laboration: Kondensatorförsök. Mätning av kapacitans och inverkan av dielektrika, Mätning vid upp- och urladdning av kapacitans, härledning av samband och anpassning av data till modell.
• Laboration: Induktion. Demonstration av Faraday's och Lenz' lagar och egenskapen induktans samt härledning av samband och anpassning av data till modell.
• Laboration: Magnetiska fält. Mätning av magnetiska fält i enkla geometrier samt teoretisk beräkning av fältbilden för samma geometrier och jämförelse med data.
• Projekt med MATLAB-beräkningar.

Undervisning

Föreläsningar, lektionsövningar och laborationer.

Kursen samläses och tenteras med 1FY721 Elektromagnetism 6 hp / 4 p för K3 men innehåller dessutom en projektuppgift.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (4,5 av 7,5 hp). För godkändkurs kurs fodras även godkänd laborationskurs (1,5 av 7,5 hp) och projektuppgift (1,5 av 7,5 hp). Laborations- och projektrapporter, eventuellt förekommande inlämningsuppgifter och/eller duggor bildar tillsammans med den skriftliga tentamen underlag för slutbetyget. Om ett bonussystem används, ges endast bonus vid sluttentamen och vid första ordinarie omtentamen.

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.

Övriga föreskrifter

1FY220 är innehållsmässigt densamma som 1FY721 med ett tillägg av ett datorbaserat projektarbete om 1,5 hp / 1 p.