| Nummer |
elmag
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| ECTS |
3.0 |
| Anspruchsniveau |
intermediate |
| Inhaltsübersicht |
Die elektromagnetische Wechselwirkung ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie ist verantwortlich für alltäglichen Phänomene wie Licht, Elektrizität und Magnetismus. Sie bestimmt den Aufbau und die Eigenschaften von Atomen, Molekülen und Festkörpern.
Inhalt:
- statische elektrische Felder: elektrische Ladung, Coulomb-Kraft, Feldbegriff, elektrische Feldstärke, elektrisches Potential, Spannung, Kapazität, Energie des elektrischen Feldes
- statische magnetische Felder: magnetische Feldflussdichte, Durchflutungsgesetz von Ampère, Biot Savart-Gesetz, Energie des magn. Feldes
- Verhalten von Materie im elektromagnetischen Feld: Hysteresekurve, Ferromagnetismus, magnetischer Kreis
- zeitlich veränderliche Felder: Induktionsgesetz von Faraday, Lenz’sche Regel, Gegen- und Selbstinduktion, technische Anwendungen des Induktionsgesetzes
- elektromagnetische Kraftwirkungen mit technischen Anwendungen
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| Lernziele |
Die Studierenden können:
- die Grundphänomene der Elektrostatik mit Hilfe der Grundgrössen (el. Feldstärke, Potential, Spannung, Kapazität) beschreiben und für einfache Ladungsverteilungen resp. Leitergeometrien berechnen.
- mit Hilfe der Gesetze von Ampère und Biot-Savart das Magnetfeld einfacher (stationär) stromdurchflossener Leiteranordnungen berechnen.
- Induktionsphänomene allgemein qualitativ interpretieren und für einfache Leiteranordnungen auch quantitativ berechnen. Sie können insbesondere die durch magnetische Wechselfelder induzierten elektrischen Felder bestimmen sowie Gegen- und Selbstinduktionskoeffizienten berechnen.
- einfache magnetische Kreise berechnen und die Einsatzgebiete unterschiedlicher magnetischer Materialien qualitativ begründen
- die elektromagnetischen Kraftwirkungen bei vereinfachten techn. Anwendungsbeispielen (wie Elektromotor, Generator, Halleffekt, Tauchspule, Synchrotron u.a.) formulieren und die gesuchten Grössen daraus bestimmen.
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| Empfohlene Vorkenntnisse |
- Analysis 2 (an2)
- Mechanik (mech)
- Lineare Algebra 1 (lalg1)
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| Leistungsbewertung |
Erfahrungsnote und MSP schriftlich |
