Course syllabus

Jump to today

Kurs-PM

EEM015 Elektromagnetiska fält lp2 HT23 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Elektroteknik.

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

 

Kontaktuppgifter

  • Thomas Rylander är föreläsare och examinator:
    epost rylander@chalmers.se
    tel 031-7721735
    (rum 7407 i EDIT-huset)
  • Simon Stenmark är assistent:
    epost nisimon@chalmers.se
    tel 031-7726493
    (rum 7408 i EDIT-huset)
  • Seyed Moein Pishnamaz är assistent:
    epost seyedp@chalmers.se
    tel 031-7721818
    (rum 7324 i EDIT-huset)

 

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 på campus med föreläsningar, övningar 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: 
    • Föreläsaren går igenom teori med tillämpningar. Föreläsningarna innehåller också demonstrationer av datorprogrammet Comsol Multiphysics och experiment.
    • Online-föreläsningar tillhandahålls via YouTube. Dessa är användbara för studenter som inte har möjlighet att delta vid föreläsningarna på campus. Studenterna får ett paket med föreläsningar att titta på varje vecka. Naturligtvis är dessa föreläsningar också mycket användbara för studierna inför tentan. 
    • Föreläsningarna kompletteras med läsning i kursboken. 
  • Övningar: 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. 
  • Datorlaboration och handledning: Datorprogrammet Comsol Multiphysics demonstreras under föreläsning och det finns möjligheter att ställa frågor. Handledningstillfällen för att använda Comsol Multiphysics erbjuds i datorsal för delproblem A under läsvecka 3. Se ytterligare instruktioner under rubriken Datorlaboration nedan.

Kommunikationskanaler:

  • Canvas: Kursinnehåll, kursmaterial, meddelanden, problembeskrivningar, uppladdning av lösningar, bokning av redovisningstider, diskussioner, etc.
  • YouTube: Förinspelade föreläsningar. Möjlighet att ställa frågor och ge feedback i kommentarsfälten. 
  • Email: Administrativa frågor, officiell kommunikation, etc.

Observera att

  • 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!
  • Presentationen till datorlaborationens delproblem B görs med PowerPoint eller liknande.
  • Alla andra alla inlämningar ska skrivas för hand med penna på papper -- för sådana inlämningar är det inte tillåtet att skriva lösningar med någon form av ordbehandlare, vilket också inbegriper diverse läsplattor med pennor.

 

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 presentation) 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 bonuspoäng) testar och bidrar till kursens lärandemål. Notera att bonuspoäng bidrar till resultatet på tentan och därmed ingår dessa moment i examinationen av kursen.

 

Samarbeten

Alla examinationsmoment (inklusive bonuspoäng) ska genomföras individuellt förutom datorlaborationen, vilken genomförs i labbgrupper om två studenter. För individuella examinationsmoment är allt samarbete med andra (tex studenter) förbjudet. För examinationsmoment som involverar labbgrupper är allt samarbete med andra utanför den egna labbgruppen (tex andra labbgrupper) förbjudet. 

  • 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 (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 2024-01-11 kl 14.00-18.00 på campus Johanneberg. 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 2023 räknas in i poängen på talet från exempelsamlingen. (Dock får man max 10p per uppgift på tentan.)

Omtentor ges under 2024 i april- och augustiperioden och bonuspoäng som inhämtats under höstterminen 2023 kan användas endast vid dessa omtentatillfällen.

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

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 (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. Bonuspoäng inhämtade under höstterminen 2023 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 2024 i april- och augustiperioden och bonuspoäng som inhämtats under höstterminen 2023 kan användas endast vid dessa omtentatillfällen.

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.

 

Bonuspoäng

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

Totalt kommer tre stycken bonusuppgifter kommer att erbjudas under läsvecka 4-7. En korrekt löst bonusuppgift ger max 1 bonuspoäng på tentan. Varje bonusuppgift rättas i steg om 0.1 bonuspoäng. Antalet bonuspoäng summeras, avrundas till närmaste (jämna) heltal och adderas till tentamensresultatet enligt beskrivningen av tentamen (olika för tentamensformen "salstenta" och "online").

 

Obligatorisk datorlabb

Vi har valt en tillämpningsfrågeställning som kan analyseras med hjälp av Comsol multiphysics. Den obligatoriska datorlabben utförs/redovisas i grupper om två studenter.

Datorlaborationen består av två delproblem:

  • Delproblem A -- läsvecka 1-3
    • Hämta delproblem A på kursens hemsida.
    • Genomför handräkningsuppgifterna i er labbgrupp och redovisa dessa för assistent -- redovisningstider finns under läsvecka 3 och kan bokas via Canvas.
    • Delta i föreläsningen som ges den 13/11 kl 13.15-15.00 då Comsol Multiphysics demonstreras. Se till att installera Comsol Multiphysics på din egna laptop innan föreläsningen så kan du följa med i programmet själv under föreläsningen. Installationer för instruktion finns på Comsol Multiphysics -- installation på egen dator.
    • Under det lärarhandledda laborationstillfället (datorövning 2023-11-15 och 2023-11-16) får ni bekanta er själva med Comsol Multiphysics. Sammanställ era resultat i ett enkelt dokument (Word, PowerPoint eller något liknande) och ladda upp det som en pdf-fil till Canvas. Gör muntlig redovisning för övningsassistent i hans rum under avsatt besökstid. Här finns en guide som är användbar för användandet av Comsol Multiphysics.
  • Delproblem B -- läsvecka 4 och framåt
    • Hämta delproblem B på kursens hemsida.
    • Lös uppgifterna i er labbgrupp och gör en presentation (tex i PowerPoint) tillsammans. Boka tid i Canvas för muntlig redovisning.

Datorövning: Under läsvecka 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