NWI-NP037
Elektriciteit en Magnetisme
Cursus informatieRooster
CursusNWI-NP037
Studiepunten (ECTS)6
CategoriePB (Propedeuse)
VoertaalNederlands
Aangeboden doorRadboud Universiteit; Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica; Wiskunde, Natuur- en Sterrenkunde;
Docenten
Coördinator
prof. dr. U. Zeitler
Overige cursussen docent
Docent
prof. dr. U. Zeitler
Overige cursussen docent
Contactpersoon van de cursus
prof. dr. U. Zeitler
Overige cursussen docent
Examinator
prof. dr. U. Zeitler
Overige cursussen docent
Collegejaar2020
Periode
KW3  (25-01-2021 t/m 04-04-2021)
Aanvangsblok
KW3
Onderwijsvorm
voltijd
Opmerking-
Inschrijven via OSIRISJa
Inschrijven voor bijvakkersJa
VoorinschrijvingNee
WachtlijstNee
Plaatsingsprocedure-
Cursusdoelen
  • De student kan het elektrische veld en de elektrische potentiaal van een eenvoudige ladingsverdeling berekenen
  • De student beheerst het concept van polarisatie van een diëlektrisch medium en kan de polarisatielading en het elektrische veld in een dergelijk medium afleiden
  • De student kan de capaciteit en weerstand van een eenvoudig systeem1bestaande uit twee geleiders met daartussen al dan niet een diëlektrisch materiaal berekenen
  • De student kan de wetten van Kirchhoff toepassen op een gelijkstroom RC circuit en kan het op- en ontladen van condensatoren in een dergelijk circuit berekenen
  • De student beheerst het concept van elektrostatische energie en kan deze berekenen voor een eenvoudige ladingsverdeling met al dan niet een diëlektrisch medium
  • De student kan het magnetische veld van een eenvoudige stroomverdeling berekenen
  • De student kan de beweging van een lading in een gecombineerd elektrisch en magnetisch veld berekenen
  • De student beheerst het concept van magnetisatie van een para-, dia- en ferromagnetisch materiaal en kan de magnetisatiestroom en het magnetische veld in dat materiaal afleiden
  • De student beheerst het concept van magnetische inductie, kan inductiestromen in eenvoudige gesloten circuits1 berekenen, en kan de zelfinductie van een eenvoudig systeem1 bestaande uit één of twee stroomgeleiders in aanwezigheid van een magnetisch materiaal berekenen
  • De student kan de wetten van Kirchhoff toepassen op een wisselstroom RLC circuit en kan de stromen en spanningen in een dergelijk circuit berekenen
  • De student kan de vergelijkingen van Maxwell afleiden evenals de vlakke elektromagnetische golf als een van de oplossingen, en beheerst het concept van elektromagnetische energie en de Poynting vector van een vlakke e.m. golf
Inhoud
Elektriciteit en magnetisme is, naast mechanica en thermodynamica, een van de drie zuilen van de klassieke natuurkunde. Uitgaande van de fundamentele kracht tussen elektrisch gelanden deeltjes (wet van Coulomb) en de kracht op een bewegende lading in een magneetveld (Lorentz kracht) definiëren wij de bronnen van statische elektrische en magnetische velden. Vervolgens breiden wij dit concept uit tot de eenvoudige beschrijving van elektromagnetische golven.

Onderwerpen
  • Elektrische velden: lading, geleiders en isolatoren, wet van Coulomb, elektrisch veld, continue ladingsverdeling, veldlijnen, beweging van ladingen
  • Wet van Gauss: flux, wet van Gauss, toepassing op geleiders en isolatoren
  • Elektrische potentiaal: potentiaalverschil, potentiële energie, toepassing op puntladingen en continue ladingsverdelingen
  • Condensatoren: capaciteit, vlakke-plaat condensator, coaxiale en sferische condensator, opgeslagen energie
  • Diëlektrica: elektrische dipool, polarisatie, diëlektrische constante, diëlektricum in condensator
  • Stroom en weerstand: elektrische stroom, weerstand, wet van Ohm, elektrische energie en vermogen, supergeleiding
  • Eenvoudige gelijkstroomcircuits: serie- en parallelweerstand, regels van Kirchhoff, RC circuits, elektrische instrumenten
  • Magnetisch veld: Lorentzkracht, kracht op stroomdraad en op spoel, beweging van lading in magneetveld en toepassingen hiervan, Hall effect
  • Bronnen van het magnetisch veld: wet van Biot-Savart, wet van Ampère, solenoïde, magnetische flux, verplaatsingsstroomdichtheid, magnetisatie, magnetische susceptibiliteit, H-veld, para-, dia- en ferromagnetisme, hysterese
  • Wet van Faraday: elektromotorische kracht als gevolg van beweging en inductie, wet van Lenz, spanningsgenerator, Eddy stromen
  • Inductie: zelfinductie, energie van magnetisch veld, wederzijdse inductie, RLC circuits en resonantie
  • Wisselstroomcircuits: fasediagram, RLC parallel- en serieschakeling, resonantie, kwaliteitsfactor, filters, transformator
  • Elektromagnetische golven: verplaatsingsstroom, Maxwell, vlakke golven als oplossing van de Maxwell vergelijkingen, Poynting-vector, stralingsdruk

Instructional Modes

 Hoorcolleges: presentatie van de stof
-  Werkcolleges: verwerken en begrijpen. Concrete problemen  
-  Tutorcolleges: extra uitleg, opgaven en vragen
-  Zelfstudie
Niveau

Voorkennis
  • Eerste semester Natuur & sterrenkunde (i.h.b. Mechanica & Calculus)
Toetsinformatie
Niet verplichte tussentoets. Schriftelijke eindtoets, 10% bonus voor werkcollege
Bijzonderheden

Werkvormen
Cursusgebeurtenis

Hoorcollege

Werkcollege

Zelfstudie

Toetsen
Eindresultaat
Weging1
ToetsvormTentamen
GelegenhedenBlok KW3, Blok KW4

Tussentijdse toets
Weging0
ToetsvormTentamen
GelegenhedenBlok KW3