FY503: Elektromagnetisme I (5 ECTS)

STADS: 07000201

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.
1. kvartal.

Ansvarlige undervisere
Email: per@ifk.sdu.dk

Yderligere undervisere
vvp@ifk.sdu.dk
kloesgen@memphys.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Scienceårets kurser skal være fulgt.

Kursusintroduktion
At gøre den studerende fortrolig med grundlæggende begreber indenfor elektromagnetisme, som giver den nødvendige baggrund for forståelse af basale kemiske, fysiske, biologiske og fysiologiske fænomener.

Forventet læringsudbytte
Efter kurset vil den studerende kunne:
• Beskrive kræfter mellem elektriske ladninger, og udlede matematiske udtryk for elektriske felter som stammer fra forskellige typer ladningsfordeling, med forskellig symmetri, ved integrationsmetoder
• Anvende Gauss’ sætning til beregning af elektriske felter forårsaget af symmetriske ladningsfordelinger, og forstå flukstæthedsbegrebet
• Udlede matematiske udtryk for elektriske potentialer som stammer fra forskellige typer ladningsfordelinger, med forskellig symmetri, ved integrationsmetoder
• Beskrive effekten af modstande og kapacitorer i et jævnstrømskredsløb, herunder energiomsætningen ved tilkobling af et batteri i sådanne kredsløb
• Beskrive og beregne virkningen af dielektriske materialer, der anbringes i elektriske felter, herunder deres virkning i en kapacitor
• Diskutere magnetisme, i form af magnetiske vekselvirkninger og magnetiske poler, og beskrive virkningen af et kompas som en indikator for retningen af et magnetisk felt.
•Beskrive kraften fra et magnetfelt på en ladning i bevægelse (Lorentzkraften), og beregne matematiske udtryk for kraften på lederstykker, med forskellig symmetri, hvori der løber en jævnstrøm
•Diskutere Ørsteds opdagelse: at en strøm i en leder producerer et magnetfelt, som cirkulerer omkring lederen, og udlede et matematisk udtryk for, hvorledes magnetfeltets styrke afhænger af strømstyrken og afstanden fra lederen. I tilknytning hertil vil den studerende også kunne udlede matematiske udtryk for, hvorledes magnetfeltet kan beskrives i rummet for forskellige symmetriske ledergeometrier
•Diskutere Amperes sætning, og anvende denne sætning til at beskrive magnetfeltet, som frembringes af forskellige strømkredsløb, som f.eks. en spole.
•Diskutere Faradays induktionssætning ved hjælp af begrebet magnetisk flukstæthed, herunder hvorledes en ændring af den magnetiske flukstæthed igennem en elektrisk ledende lukket kreds vil inducere en strøm i denne, og forstå at anvende Lenz’ sætning.
•Deltage i fortsættelsen af kurset i form af FY506, Elektromagnetisme II.

Emneoversigt
Omfang: 4 ECTS

Indhold:
• Elektrisk ladning og elektriske felter. Coulombs lov og Gauss’ sætning.
• Elektrisk potentiel energi og det elektriske potential.
• Elektriske materialeegenskaber.
• Kapacitans og jævnstrømskredsløb. • Magnetfelter og det magnetiske felt frembragt af en strøm.
• Lorentz kraften anvendt på en elektrisk leder.
• Faradays induktionslov.

Eksperimentel del:
Omfang: 1 ECTS
3 eksperimenter:
1. Forsøg med solceller og brændselsceller
2. Forsøg med kapacitanser og jævnstrømskredsløb
3. Forsøg med magnetfelter og induktion


Litteratur

• Halliday, Resnick and Krane: Physics, Volume 2, Fifth Edition, John Wiley and Sons, Inc., 2002.

Pensum
Se pensumbeskrivelse.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
(a) Laboratorieøvelser, der bedømmes med B/IB og intern censur ved underviser. Øvelserne, der vægter 1 af de 5 ECTS, skal være godkendt inden eksamen.
(b) 4 timers skriftlig eksamen, der bedømmes med ekstern censur og karakter efter 7-skalaen.

Reeksamen efter 2. kvartal.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

Forelæsninger (20 timer), eksaminatorier (20 timer) og laboratorieøvelser (9 timer).
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2008 til 31. august 2009.