Course syllabus

Jump to today

Kurs-PM

EEM015 Elektromagnetiska fält lp2 HT20 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Elektroteknik.

(Kurs-PM kommer att uppdateras med förtydliganden och korrektioner om så behövs.)

 

Kontaktuppgifter

 

Kursens syfte

Elektromagnetiska fält beskriver, enkelt uttryckt, de fenomen som orsakas av elektriska laddningar in rörelse och vila. Dessa fenomen är mycket viktiga inom elektrotekniken och för att beskriva olika naturföreteelser. Några exempel på viktiga och välkända elektrotekniska tillämpningar är telekommunikation, satellitkommunikation, astronomi, GPS-system, elektriska maskiner, transformatorer, generatorer, mikrovågsugnar, integrerade kretsar, datorer och internet. Syftet med denna kurs är att ge studenten en grundläggande introduktion till elektromagnetiska fält och hur dessa används för att förstå/analysera elektromagnetiska fenomen och elektrotekniska tillämpningar.

 

Schema

Schemat finns i TimeEdit och länkar för kursen finns här:

EEM015

Kurslitteratur

Kursboken D.K. Cheng, "Field and wave electromagnetics," 2nd ed., Reading, MA: Addison- Wesley, 1989 finns att köpa på "Store" i kårhuset. Kursboken är utgiven i olika versioner där dessa versioner har identiskt innehåll -- mer finns att läsa här. (Kursboken används även i fortsättningskursen "EEM021 -- Högfrekvensteknik".)

Kompletterande material till kursboken finns att ladda ner från kurshemsidan. 

 

Kursens upplägg

Kursen genomförs helt och hållet online med föreläsningar, räknestugor, seminarier och datorlaborationer. Vid datorlaborationerna används program baserat på finita elementmetoden för att lösa elektrostatiska problem i två dimensioner. Kursens hemsida innehåller information om kursen, komplement till kursboken, obligatorisk datorlabb, nyheter, länkar, tentor med lösningar, etc.

  • Föreläsningar: Tillhandahålls online via YouTube. Studenterna får ett paket med föreläsningar att titta på varje vecka. Föreläsningarna kompletteras med läsning i kursboken. För den som vill samla bonuspoäng (mao frivilligt) kan man skriva en egen sammanfattning av veckans föreläsningar -- se ytterligare instruktioner under rubriken Bonuspoäng nedan.
  • Övningar: Tillhandahålls online via Zoom. En assistent går igenom övningsuppgifter och det finns möjlighet att ställa frågor. Läs igenom problemställning och lösningsförslag innan övningen! Studenterna förväntas kunna lösa dessa uppgifter själva efter övningen -- använd endast ett tomt papper, formelsamlingen, Beta och kalkylator. Studenterna får också ett antal räkneproblem att lösa själva varje vecka. För den som vill samla bonuspoäng (mao frivilligt) måste man fylla i en sammanfattning av veckans egna räkningar -- se ytterligare instruktioner under rubriken Bonuspoäng nedan.
  • Datorlaboration och handledning: Datorprogrammet Comsol Multiphysics demonstreras via Zoom och det finns möjligheter att ställa frågor. Handledningstillfällen för att använda Comsol Multiphysics erbjuds via Zoom för delproblem A. Redovisning av delproblem A sker också via Zoom, där muntlig redovisning av handräkningarna sker individuellt och Comsolberäkningarna i grupp om två studenter. Delproblem B redovisas genom att ladda upp en rapport till Canvas. Se ytterligare instruktioner under rubriken Datorlaboration nedan.
  • Seminarier: Tillhandahålls via Zoom. Interaktivt tillfälle att ställa frågor på innehållet i föreläsningarna, övningarna, datorlaborationen, etc. Seminarierna kan också innehålla olika sorters aktiviteter såsom allmänna diskussioner, gruppdiskussioner, etc baserat på olika teman.
  • Feedback: Tillhandahålls via Zoom under muntliga förhör i anslutning till redovisning av datorlaborationen och inlämningsuppgifter. För datorlaborationens del B ges feedback skriftligen via Canvas.

Kommunikationskanaler:

  • Canvas: Kursinnehåll, kursmaterial, meddelanden, problembeskrivningar, uppladdning av lösningar, bokning av redovisningstider, etc.
  • Zoom: Interaktiv undervisning, seminarier, muntliga redovisningar, etc.
  • YouTube: Förinspelade föreläsningar. Möjlighet att ställa frågor och ge feedback i kommentarsfälten. Frågor tas upp för diskussion under seminarier.
  • Slack: Interaktion mellan studenter, grupparbeten, snabba frågor, etc.
  • Email: Administrativa frågor, officiell kommunikation, etc.

Observera att

  • Alla muntliga redovisningar kräver att de förberedande anteckningarna laddas upp minst 24 timmar innan redovisningen. För vissa uppgifter finns en uttrycklig deadline som anges i anslutningen till uppgiften, och i sådana fall gäller denna deadline istället för den allmänna regeln om 24 timmar.
  • Alla deadlines är "hårda" vilket innebär att har man missat en deadline så finns det inte någon ny/extra deadline. Var ute i god tid!
  • Rapporten till datorlaborationens delproblem B skrivs med ordbehandlare. Alla andra alla inlämningar ska skrivas för hand med penna på papper som scannas (svartvitt) och laddas upp som ett pdf-dokument (per inlämning) via Canvas:
    • Det är inte tillåtet att skriva lösningar med någon form av ordbehandlare, vilket också inbegriper diverse läsplattor med pennor.
    • De handskrivna lösningarna ska sparas minst fyra veckor efter tentan (dvs tom 2021-02-14) och ni ska vara redo att lämna in dessa fram tills dess.
    • För ytterligare instruktioner kring scanning, se sidan "Överför handskrivna lösningar till digitalt format (engelska)". Det är inte tillåtet att ta "vanliga fotografier" och ladda upp dessa eftersom kvaliteten inte blir tillräckligt bra och det skapar merarbete vid rättning -- uppgifter inlämnade på sådant format ger direkt noll poäng och underkänns.

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Kursen ges online pga Covid 19.

 

Lärandemål

  • Beräkna elektrostatiskt fält givet enkel laddningsfördelning.
  • Lösa enkla kanoniska elektrostatiska randvärdesproblem.
  • Beräkna magnetostatiska fält givet enkla strömfördelningar.
  • Beräkna elektro- och magnetistatisk kraft för enkla situationer.
  • Beräkna kapacitans, resistans och induktans givet enkel geometri.
  • Skapa enkla modeller för magnetiska kretsar och transformatorer.
  • Analysera planvågsutbredning i media med och utan förluster.
  • Beräkna reflexion och transmission av planvåg från plan gränsyta.
  • Beräkna energi och energitransport givet elektromagnetiskt fält.

 

Examination

För godkänt betyg 3, 4 eller 5 i kursen krävs:

  1. Godkänd datorlabb (redovisningar och rapport) ger 1.5 kurspoäng, som rapporteras separat i
    LADOK.
  2. Godkänd skriftlig tenta ger 6 kurspoäng. Betygsgränser på tentan/kursen: 3: 25p; 4:37p: 5: 48p.

All examination (och tillhörande bonus- och pluggpoäng) testar och bidrar till kursens lärandemål. Notera att bonus- och pluggpoäng bidrar till resultatet på tentan och därmed ingår dessa moment i examinationen av kursen.

 

Samarbeten

Alla examinationsmoment (inklusive bonuspoäng och pluggpoäng) ska genomföras individuellt förutom de problem där man ska använda Comsol Multiphysics, vilka genomförs i labbgrupper om två studenter. För individuella examinationsmoment är allt samarbete med andra (tex studenter) förbjudet, vilket gäller både skriftlig och muntlig examination. För examinationsmoment som involverar labbgrupper är allt samarbete med andra utanför den egna labbgruppen (tex andra labbgrupper) förbjudet, vilket gäller både skriftlig och muntlig examination. 

  • Fusk, plagiat, otillåtet samarbete och liknande är som alltid strängt förbjudet under alla former av examination!
  • Studenter som inte följer dessa instruktioner kommer att anmälas till Chalmers disciplinnämnd
  • Disciplinära åtgärder får vidtas mot studenter som:
    • Vilseleder (fusk, plagiat, otillåtet samarbete med mera)
    • Stör verksamhet vid Chalmers (till exempel undervisning eller examination)
    • Trakasserar annan student eller arbetstagare vid Chalmers
    • Överträder stadgar eller annan föreskrift för studenterna
  • Inga samarbeten är tillåtna under tentamen
    • Det är absolut förbjudet att kommunicera (oavsett format) med andra under tentamen
    • Det är absolut förbjudet att dela med sig av sina lösningar till någon annan under tentamen
    • Det är absolut förbjudet att ta del av någon annans lösningar till tentamen

 

Tentan (online -- endast om Covid 19 gör det omöjligt med salstenta)

Tentan består av sex räkneuppgifter med max 10p per uppgift. Det krävs minst 25p på tentan för att få godkänt. Ordinarie online-tenta ges 2021-01-14 kl 08.30-12.30. Bonuspoäng inhämtade under höstterminen 2020 räknas in i totalpoängen. (Dock får man max 60p på tentan.)

Ingen av räkneuppgifterna hämtas från exempelsamlingen. Enligt Chalmers instruktioner kring tentor på distans så kommer räkneuppgifterna vara av sådan karaktär att man inte enkelt kan finna lösningen i böcker eller på internet. Observera att ovanstående upplägg för tentan innebär att det inte kommer finnas med någon teoriuppgift.

Omtentor ges under 2021 i april- och augustiperioden, där bonuspoäng som inhämtats under höstterminen 2020 kan användas på det sätt som beskrivs för tentamensformen online eller salstenta.

Tillåtna hjälpmedel: alla

Trots att alla hjälpmedel är tillåtna vid tenta online så gäller (som vanligt) att alla uträkningar måste redovisas då ni löser uppgifterna på tentan enligt följande principer:

  • Formler och andra resultat får endast användas utan egna uträkningar om de kommer från:
    • Formelsamlingen (för EEM015)
    • Beta Mathematics Handbook
  • Övriga formler och andra resultat som presenteras utan egna uträkningar ger poängavdrag.
  • Som alltid så krävs dessutom (där så är meningsfullt) tydliga figurer, referensriktningar och motiveringar för full poäng. Tänk på att dimensionskontroll alltid är ett viktigt verktyg för att hitta fel.

 

Tentan (salstenta)

Tentan består av en teoriuppgift och fem räkneuppgifter med max 10p per uppgift. Det krävs minst 25p på tentan för att få godkänt. Ordinarie tenta ges 2021-01-14 kl 08.30-12.30 i “Lindholmen”-salar. Ett av talen på tentan kommer att hämtas från de tal i exempelsamlingen som räknas på övning – dessa tal betecknas i exempelsamlingen med “T-x.y” där x och y är siffror. Detta tal kommer att översättas från engelska till svenska på tentan. Här är listan över övningstal:

T-3.7, T-3.8, T-3.24, T-3.26, T-3.10, T-3.11, T-3.12, T-3.25, T-3.27, T-3.32, T-3.34 T-3.39, T-3.40, T-3.41, T-3.42, T-3.43, T-3.44, T-3.45, T-3.46, T-3.47, T-3.48, T-3.49, T-3.50, T-3.51, T-3.52, T-3.53, T-3.55 T-3.56 T-3.57 T-3.58, T-3.60, T-3.61, T-3.62, T-3.63, T-4.1, T-4.2, T-4.3, T-4.6, T-4.7, T-4.8, T-4.9, T-4.10, T-5.1, T-5.5, T-5.2, T-5.3, T-5.8, T-5.20, T-5.11, T-5.12, T-5.17, T-5.18, T-5.19, T-5.7, T-5.21, T-5.23 T-5.9, T-5.10, T-6.1, T-6.2, T-6.3, T-6.4, T-6.7, T-6.5, T-6.6, T-6.8, T-7.1, T-7.2, T-7.3, T-7.4, T-7.5, T-7.11, T-7.12, T-7.13, T-7.21, T-7.22, T-7.23, T-7.24, T-7.26, T-7.27, T-7.6, T-7.7, T-7.25, T-7.34, T-7.36, T-7.37, T-7.39, T-7.40

Bonuspoäng inhämtade under höstterminen 2020 räknas in i poängen på talet från exempelsamlingen. (Dock får man max 10p per uppgift på tentan.)

Omtentor ges under 2021 i april- och augustiperioden, där bonuspoäng som inhämtats under höstterminen 2020 kan användas på det sätt som beskrivs för tentamensformen online eller salstenta.

Tillåtna hjälpmedel: Beta, formelsamling i elektromagnetisk fältteori (utan egna anteckningar), typgodkänd kalkylator. (Obs! Gamla formelsamlingar tillåts ej.)

 

Bonuspoäng

Det är frivilligt att samla bonuspoäng -- med andra ord är det inget krav att ha bonuspoäng för att klara kursen.

Bonuspoäng delas ut enligt formeln "bonuspoäng = (summa pluggpoäng) / 9". Antalet bonuspoäng måste vara ett heltal. Då antalet bonuspoäng enligt formeln inte blir ett heltal så sker avrundning till närmaste heltal. 

Pluggpoäng fås genom följande inlämningar och muntliga förhör enligt:

  • Inlämningsuppgift för läsvecka 1-7 (laddas upp på Canvas senast på lördagen under innevarande läsvecka)
    • Sammanfattning av veckans arbete (1 sida -- förtryckt formulär att ladda ner från kurshemsidan):
      • Krav för att erhålla pluggpoäng för innevarande vecka (dvs måste finnas med och vara ifylld för att kunna få några av veckans pluggpoäng överhuvudtaget)
    • Handskriven och scannad sammanfattning av veckans föreläsningar (max 3 sidor):
      • 0 pluggpoäng (avsaknad av sammanfattning)
      • 1 pluggpoäng (bristfällig sammanfattning)
      • 2 pluggpoäng (godkänd sammanfattning)
    • Handskriven och scannad lösning av veckans räkneuppgift (gäller endast läsvecka 4-7)
      • Kvalitativ lösning -- beskrivande text (max 1 sida)
        • 0 pluggpoäng (avsaknad av lösning eller bristfällig lösning)
        • 1 pluggpoäng (godkänd lösning)
      • Kvantitativ lösning -- uträkningar och figurer (max 2 sidor)
        • 0 pluggpoäng (avsaknad av lösning)
        • 1 pluggpoäng (bristfällig lösning)
        • 2 pluggpoäng (godkänd lösning)
  • Muntligt förhör för läsvecka 1-7 (bokas på Canvas senast på lördagen under innevarande läsvecka och genomförs via Zoom på måndag-onsdag under efterföljande läsvecka)
    • Det muntlig förhöret hålls läsvecka 2-8 och det bygger på motsvarande inlämningsuppgift från läsvecka 1-7
    • För att få göra det muntliga förhöret krävs att inlämningsuppiften är uppladdad till Canvas enligt instruktionerna ovan
    • Muntligt förhör på föregående läsveckas inlämningsuppgift (max 5 minuter) 
      • 0 pluggpoäng (avsaknad av muntligt förhör)
      • 1 pluggpoäng (bristfälliga svar vid muntligt förhör)
      • 2 pluggpoäng (godkända svar vid muntligt förhör)
  • Datorlaboration: uppgift 1-8 i delproblem A godkänd (läsvecka 1-3)
    • 0 pluggpoäng (om uppgift 1-8 i delproblem A är godkänt efter 2020-11-20)
    • 5 pluggpoäng (om uppgift 1-8 i delproblem A är godkänt senast 2020-11-20)

 

Obligatorisk datorlabb

Vi har valt en tillämpningsfrågeställning som kan analyseras med hjälp av Comsol multiphysics. Datorlaborationen består av två delproblem:

  • Delproblem A: Hämta delproblem A på kursens hemsida.
    • Individuell uppgift: Genomför handräkningsuppgifterna, ladda upp på kursens hemsida. Redovisa dessa individuellt för assistent online via Zoom – redovisningstid finns vecka 3 och kan bokas på kursens hemsida.
    • Gruppuppgift: Delta i demonstrationen av Comsol multiphysics. Under det lärarhandledda laborationstillfället (datorövning 2020-11-18 och 2020-11-19) får ni bekanta er med Comsol multiphysics. Redovisa era datorberäknade i er labbgrupp för assistent online via Zoom -- redovisning bokas på kursens hemsida.
  • Delproblem B:
    • Gruppuppgift: Hämta delproblem B på kursens hemsida. Lös uppgifterna och skriv en rapport på cirka 5 sidor – 12 punkters teckenstorlek på A4-blad. Rapporter som lämnats in senast 2020-12-07 är färdigrättade 2020-12-18, och kan med säkerhet tas med vid ordinarie inrapportering av betyg i anslutning till ordinarie tenta.
    • (Senare inlämning är också möjlig: uppgifter inlämnade 2021-04-09 är inrapporterade till 2021- 04-29; och uppgifter inlämnade 2021-08-18 är inrapporterade till 2021-09-08.)

Den obligatoriska datorlabben utförs/redovisas i grupper om två studenter, förutom handräkningsuppgifterna för delproblem A som utförs/redovisas individuellt.

Datorövning: I vecka 2 och 3 finns lärarhandledd tid i form av datorövningar. Vi bekantar oss med programmet Comsol Multiphysics genom att lösa datorberäkningsuppgifter i delproblem A. Utnyttja även detta tillfälle att testa programmet, så att ni sedan kan använda det för erat egna delproblem B!

 

Övrigt

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan.

Course summary:

Date Details Due