Toegangseisen
Om dit vak goed te kunnen volgen wordt er vanuit gegaan dat Analyse 1 (NA) met goed gevolg is afgerond. Ook wordt er tijdens dit vak ervan uitgegaan dat Analyse 2 (NA) gevolgd wordt.
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.
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;
Leerdoelen
Na deze cursus ben je in staat om een grote variëteit aan opgaven te maken over elektrische, magnetische en elektromagnetische verschijnselen met behulp van de enkele overkoepelende theorie van Maxwell.
Rooster
Onderwijsvorm
Hoorcollege + Werkcollege + Opdrachten
Toetsing
Er is een schriftelijk deeltentamen over gedeelte van de stof welke meetelt voor 30% van het eindcijfer. Het resterend gedeelte van het cijfer wordt bepaald door een tweede (deel)tentamen en uitgebreidere opdrachten om buiten de contacturen om te maken. Het hertentamen omvat alle stof en vervangt het eindcijfer volledig.
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 (de blauwe cover), ISBN-13: 9781108420419 (Cambridge University Press). Aanschaf van dit boek is verplicht (advies: tijdig bestellen). Hetzelfde boek wordt gebruikt bij het vak Classical Electrodynamics.
Contact
Contactgegevens Docent: Dr. Jelmer Wagenaar