Prospectus

nl en

Elektrische en Magnetische Velden

Course 2018-2019

Toegangseisen

Analyse 1 (na) en Analyse 2 (na)

Beschrijving

Deze cursus leert je hoe elektrische en magnetische verschijnselen te beschrijven met één enkele overkoepelende theorie: de beroemde Maxwell-vergelijkingen. Naast de bovengenoemde verschijnselen kun je hiermee ook nog eens heel andere verschijnselen beschrijven, waaronder elektromagnetische golven (zoals licht).

Aan de hand van experimenteel bepaalde wetmatigheden worden eerst de eigenschappen van elektrische en magnetische velden besproken. Na behandeling van statische elektrische en statische magnetische systemen komen tijdsafhankelijke problemen aan bod. Uiteindelijk komt alle theorie samen in de Maxwellvergelijkingen.
De afleiding en oorsprong van de vergelijkingen wordt behandeld. De hele theorie wordt gebaseerd op enkele experimentele waarnemingen, waaronder de wet van Coulomb en de wet van Biot-Savart. De aanpak van problemen met statische elektrische en magnetisch velden wordt besproken, gevolgd door een korte inleiding in tijdsafhankelijke velden.
Meer tijdsafhankelijke effecten en de relativistische aspecten komen aan de orde in de colleges Classical Electrodynamics en Relativistic Electrodynamics in het tweede jaar.

Het hoorcollege wordt afgewisseld met demonstratie-experimenten, quizvragen en korte biografische beschrijvingen van de hoofdrolspelers in dit vak. De werkcolleges worden gedaan binnen de oefenomgeving van Sowiso, waarin de studenten automatisch op hen toegespitste feedback krijgen.

De volgende onderwerpen komen aan bod:
Wet van Coulomb: Elektrische velden, veldlijnen, en elektrische flux; Stelling van Gauss en de Wet van Gauss; Gradiënt van een scalair veld en de elektrische potentiaal; Rotatie van een vectorveld en de Stelling van Stokes; Capaciteit en condensatoren; De Poissonvergelijking en de Laplacevergelijking (Oplossingen in 1D en 2D; beperkte behandeling 3D); Dipoolbenadering; Lorentzkracht; Wet van Biot-Savart en wet van Ampère; Vectorpotentiaal ; Niet-ideale geleiders: Wet van Ohm en EMF; Magnetische flux en inductie en Wet van Faraday; Zelfinductie en wederkerige inductie; Electrische en magnetische energiedichtheid; Displacement current; De Maxwellvergelijkingen: aantonen dat golfvergelijking een oplossing is, maar geen verdere oplossingsstrategie.

### Leerdoelen

Na deze cursus ben je in staat om een grote variëteit aan opgaven te maken over elektrische , magnetische en elektromagnetische verschijnselen m.b.v. de enkele overkoepelende theorie van Maxwell.

### Algemene Vaardigheden (Soft Skills)

Rooster

Rooster

Onderwijsvorm

Hoorcollege + Werkcollege

Toetsing

Schriftelijk tentamen met open vragen en opdrachten

Blackboard

Alle relevante gegevens worden op Blackboard aangeboden, inclusief additioneel studiemateriaal, proeftentamens, wercollegeopgaven en uitwerkingen van opgaven.Hiervoor is een ULCN-account nodig).Blackboard UL

Literatuur

  • Introduction to Electrodynamics, David J. Griffiths, 4e editie, ISBN-13: 9781108420419 (Cambridge University Press). Aanschaf van dit boek is verplicht (advies: tijdig bestellen). Hetzelfde boek wordt gebruikt bij het vak Classical Electrodynamics.
  • University Physics, H.D. Young and R.A. Freedman: (12th edition), Addison Wesley 2008, ISBN-13: 9780805321876, naar dit boek wordt regelmatig verwezen (dit boek wordt gebruikt bij meerdere vakken)

Contact

Contactgegevens Docent:Dr. Jelmer Wagenaar)