Course syllabus
Kurs-PM
EEM066 Elektricitetslära med biomedicinsk teknik lp4 VT23(4,5 hp)
Kursen ges av institutionen för Elektroteknik
Kontaktuppgifter
Examinator och föreläsare: Xuezhi Zeng, xuezhi@chalmers.se
Assistent: Mattia De Lazzari, lazzari@chalmers.se
Laura Guerrero Orozco, laurag@chalmers.se
Gästföreläsare: Sabine Reinfeldt, sabine.reinfeldt@chalmers.se, Chalmers University of Technology
Justin Schneiderman, justin.schneiderman@neuro.gu.se, Gothenburg University of Technology
Kursrepresentanter:
Molly Andersson
Tova Fradelos
Kursens syfte
Att ge studenter grundläggande kunskaper inom elektromagnetisk fältteori, elektrisk kretsteori och mätteknik så att studenterna med dessa grunder ska kunna förstå och använda medicinsk teknik för att studera biologiska och medicinska processer.
Schema
Läsvecka 1
2023-03-20 (måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 1(Xuezhi), KA
Innehållet: Elektriska fält (Coulombs lag, Gauss lag);
Läs innan: Kapitel 11.1, kompletterande material: Gauss_lag.pdf
Övning hemma: 11.1, 11.3
2023-03-23 (torsdag) 10:00-11:45
Föreläsning 2(Xuezhi), KA
Innehållet: Elektrisk spänning och potential, elektrisk ström, kapacitans;
Läs innan: Kapitel 11.2, 11.3, 11.4
Övning hemma:11.5, 11.8, 11.9,11.11,11.12
2023-03-24 (fredag) 10:00-11:45
Övning 1(Mattia), KA
Innehåll: Elektriska fältet, elektriska potentiell och spänning
På övning: 11.4, 11.6, 11.10,11.13,11.15, problem 3.5 från kompletterande materialet (Guass_lag.pdf)
Läsvecka 2
2023-03-27 (måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 3(Xuezhi), KA
Innehåll: Magnetiska fält, induktion och induktans;
Läs innan: Kapitel 12.1, 12.2, 12.3, 12.4
Övning hemma:12.1, 12.2, 12.9, 12.12, 12.13
2023-03-30 (torsdag) 10:00-11:45
Föreläsning 4(Xuezhi), KA
Innehåll: Kirchhoffs lagar, ohms lag, energi och effekt, två poler
Läs innan: Kapitel 1, kapitel 3.2, kapitel 4.1, 4.2
Övning hemma: 1.1, 1.2, 1.4, 1.8, 1.10, 1.13, 1.20,1.21, 1.26, 1.27
2023-03-31 (fredag) 10:00-11:45
Räknestuga 1(Xuezhi), FL61
Innehåll: Elektriska fältet (Kapitel 11), Magnetiska fältet (Kapitel 12)
Läsvecka 3
2023-04-13(torsdag) 10:00-11:45
Gästföreläsning, KA
Ämne: Magnetoencephalography (MEG) ges av Justin Schneiderman
2023-04-14(fredag) 10:00-11:45
Övning 2(Mattia), KB
Innehåll: Magnetiska fältet, induktion och induktans
På övning: 12.3, 12.4, 12.14,12.19,12.22
Läsvecka 4
2023-04-17(måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 5(Xuezhi), KA
Innehållet: Växelström, sinusformad ström, ideala komponenter
Läs innan: Kapitel 6, kapitel 7, kapitel 8
Övning hemma: 6.3, 6.4, 7.4, 7.6, 7.8,7.10, 8.1, 8.4, 8.6
2023-04-21(fredag) 10:00-11:45
Övning 3(Mattia), KA
Innehåll: Kirchhoffs lagar, likström
På övning: 1.3, 1.6, 1.11, 1.24, 1.30
Läsvecka 5
2023-04-24(måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 6(Xuezhi), KA
Innehållet: Komplexa metoden
Läs innan: Kapitel 9
Övning hemma: 9.3, 9.4, 9.9, 9.17, 9.18, 9.20
2023-04-25 (tisdag) 10:00-11:45
Föreläsning 7(Xuezhi), KC
Innehåll: Överföringsfunktion, filter
Läs innan: kapitel 9.5, kompletterandematerial: filter.pdf
Övning hemma: 11.1, 11.2, 11.5, 11.7 på kompletterandematerialet filter.pdf
2023-04-28 (fredag) 10:00-11:45
Övning 4(Mattia), KB
Innehåll: Växelström, komplexa metoden
På övning: 7.9, 8.2, 9.1, 9.19, 9.30
Läsvecka 6
2023-05-04 (torsdag) 10:00-11:45
Räknestuga 2(Mattia), FL51
Innehåll: likström och växelström
2023-05-04 (torsdag) 13:15-17:00
Laboration: grupp 1 (Laura, Mattia)
Rum: 5225, EDIT huset
Läs innan: Lab-PM
2023-05-05 (fredag) 13:15-17:00
Laboration: grupp 2 (Laura, Mattia)
Rum: 5225, EDIT huset
Läs innan: Lab-PM
Läsvecka 7
2023-05-08 (måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 8(Xuezhi), KB
Innehåll: Operationsförstärkare
Läs innan: kompletterande material: operationsförstärkare.pdf
Övning hemma: 9.6 (från operationsförstärkare.pdf), 9.10 (från operationsförstärkare.pdf). Mer uppgifter finns i operationsförstärkare_uppgifter.pdf.
2023-05-09 (tisdag) 08:00-11:45
Laboration: grupp 3 (Laura, Mattia)
Rum: 5225, EDIT huset
Läs innan: Lab-PM
2023-05-11 (torsdag) 10:00-11:45
Övning 5(Mattia), KA
Innehåll: Filter, operationsförstärkare
På övning: 9.31 (från kursboken), 9.12 (kompletterande material), 9.14 (kompletterande material)
2023-05-12 (fredag) 10:00-11:45
Gästföreläsning, KB
Innehåll: Benledningshörapparater ges av Sabine Reinfeldt
Läs innan: kompletterande material: operationsförstärkare.pdf, hörapparat.pdf
Läsvecka 8
2023-05-15(måndag) 10:00-11:45
Föreläsning 9 (Xuezhi), Repetition, KA
2023-05-15(måndag) 13:15-15:00
Vi löser en gammal tenta (Xuezhi), KC
Läsvecka 9
2023-05-22 (måndag) 10:00-11:45
Övning 6 (Mattia), KA
På övning: 9.17(p.269 on book), 9.18 (p.270 on book),9.22 (Operationsförstärkare. pdf), 11.5 (filter. pdf) and 11.7 (filter.pdf).
2023-05-25 (torsdag) 10:00-11:45
Räknestuga 3(Mattia), FL71
Kurslitteratur
Kursbok: Ellära: Krets- och fältteori av Lars Bergström och Lars Nordlund (kan köpas från Cremona).
Kompletterande material: Gauss_lag.pdf, operationsförstärkare.pdf (kan laddas ner från kurshemsidan).
Kursens upplägg
Kursen går under läsperiod fyra och består av vanliga föreläsningar, två gästföreläsningar, övningar, räknestuga och en obligatorisk laboration. Med vanliga föreläsningar och övningar, ska ni lära sig grundläggande kunskaper om ämnen och använde dem för att lösa enkla EM fält och El-krets problem. Syftet med gästföreläsningar är att ge er en bild om hur kunskaper från kursen används för att lösa riktiga problem. Räknestuga är för att ge er stöd när ni behöver hjälp om studien.
Laborationen är obligatorisk och det betyder att ni måste göra labbet för att klara kursen. I labbet kommer ni att bygga kretsar och använda olika instrument för att mäta spänningar och strömmar. För att hjälpa er väl förbereda för labbet, har vi skapat fler frågor som ni kan jobba på innan ni kommer till labbet.
Allt studiematerial visas på kursens hemsida och det finns möjlighet att testa sina kunskaper kontinuerligt med hjälp av fyra inlämningsuppgifter (mer info om detta kan ni hitta under "Examination").
Lärandemål
- Definiera grundläggande begrepp inom elektrostatisk fältteori;
- Förklara viktiga lagar (Coulombs lag och Gauss lag) och använda dessa lagar för att lösa enkla elektrostatiska problem;
- Definiera grundläggande begrepp inom magnetostatisk fältteori;
- Förklara viktiga lagar (Amperes lag och magnetisk induktion) och använda dessa lagar för att lösa enkla magnetostatiska problem;
- Definiera grundläggande begrepp inom elektrisk kretsteori såsom spänning, ström, effekt, DC, AC samt förklara egenskaperna hos tre olika passiva kretskomponenter (resistor, kondensator och induktor);
- Förklara kopplingar mellan el-fält och krets;
- Förklara två viktiga kretslagar (Kirchhoffs spänningslag och Kirchhoffs strömlag) samt använda dessa lagar för analys och beräkning av DC och AC problem;
- Förklara funktionerna hos ett filter respektive en operationsförstärkare samt beräkna och analysera kretsar med filter och operationsförstärkare;
- Tillämpa mätteknik genom verkliga mätningar av spänning och ström i olika komponenter och apparater;
- Relatera kunskaperna till verkliga biologiska processer och tillämpningar;
Examination
Skriftlig examination i slutet av kursen. Frivillig kontinuerlig examination genom inlämningsuppgifter. Laborationen är obligatorisk.
Tenta
Tentamenstillfälle (2023): 29 maj 2023 fm; 24 aug 2023 em;
Tentamen består av 5 deluppgifter, tillsammans motsvarande 60 poäng. Tillåtna hjälpmedel är räknedosa, BETA, SMT, Physics Handbook, Formelsamling i elektromagnetisk fältteori, Formelsamling elkrets. De två sista dokumenten kan laddas ner från kurshemsidan. Vid tentamina krävs minst 50% av totalpoängen för godkänt. För betyget 4 krävs minst 66% av totalpoängen. För betyget 5 krävs minst 83% av totalpoängen.
Bonus från inlämningsuppgifter
Inlämningsuppgifter är frivilliga och du får chans att få bonus med inlämnad uppgifter. Det finns fyra inlämningsuppgifter och uppgifterna behandlar kursmaterialet under veckor som gått. En i tid inlämnad uppgift ger bonuspoäng inför ordinarie tentan och de två därefter omedelbart följande tillfällena för omtentamen. Det vill säga poäng som kan användas för att nå samtliga betygsteg. 80%-100% ger 4poängs bonus. 60-80% ger 2 poäng. 0-60% ger 0 poäng.
Course summary:
| Date | Details | Due |
|---|---|---|