|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2012-2013
SMG-5170 Monifysiikkatehtävät sähkömagnetiikassa, 5 op
|
Lisätiedot
Opiskelija tutustuu tapoihin, joilla sähkömagneettiset ilmiöt kytkeytyvät muiden fysiikan alojen ilmiöihin, ja miten ne puolestaan vaikuttavat sähkömagneettisiin ilmiöihin. Samalla hän luo katsauksen muiden fysiikan alojen peruskäsitteistöön. Tavoitteena on hankkia käsitys erilaisista kytkentätyypeistä, niiden tarkoituksenmukaisesta käytöstä matemaattisten tehtävien muotoilussa, sekä tehtävien ratkaisumentelmien yleistuntemus.
Vastuuhenkilö
Matti Pellikka
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Harjoitustehtävät tai tentti.
Osaamistavoitteet
Opiskelija osaa laskea sähkömagneettisista kentistä lämpötehon lineaarisissa johteissa ja häviöllisissä eristeissä, sekä makroskooppisiin jäykkiin kappaleisiin kohdistuvan voiman kun ne ovat lineaarisia johteita, magnetoituvia tai polarisoituvia aineita. Hän tietää että lämpötila vaikuttaa väliaineominaisuuksiin ja osaa huomioida liikkeen vaikutuksen pyörrevirtatehtävässä. Opiskelija tuntee myös lämpöopin ja jäykän kappaleen mekaniikan peruskäsitteistön, tuntee jäykän kappaleen mekaniikan tasoliiketehtävien muotoilutavan ja tietää millaisiin laskentatehtäviin aloilla päädytään. Hän tunnistaa tehtävien kytkemisen kannalta olennaiset suureet, ja löytää niiden vaikutuskohdat erillisten tehtävien yhtälöistä. Opiskelija osaa perustellen arvioida, onko sähkömagneettis-mekaaninen ja sähkömageettis-terminen tehtävä yhdistettävä heikosti vai vahvasti ja millaisella menetelmällä tehtävä kannattaa ratkaista.
Sisältö
| Sisältö | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Lämpötehon tuotto, lämmön vaikutus väliaineisiin. Ohmiset häviöt johteissa, häviöllinen eriste ja kompleksiset väliaineparametrit. | Curie-piste, väliaineiden vikaantumismekanismeista, hystereesi, dielektrinen resonanssi. | |
| 2. | Stationäärisen ja aikariippuvan lämpötehtävän perusperiaatteet ja yhtälöt. | ||
| 3. | Voiman laskentamenetelmistä: Lorentz-voima, ekvivalenttiset lähteet. | Maxwellin jännitystensori, voimatiheys kimmotehtävän herätteenä. | |
| 4. | Jäykkä kappale, sen kinematiikka kolmessa ulottuvuudessa, ja tasoliikkeen dynamiikka. | Eulerin ja Lagrangen koordinatistot | |
| 5. | Liikkeen huomiointi sähkömagneettisessa tehtävässä. | Sähkö- ja magneettikenttä Eulerin ja Lagrangen koordinatistoissa | |
| 6. | Kytkentöjen tyypit: mallien määrittelyalueet, algebrallinen ja DY-kytkentä, aikavakioiden erot. Heikosti ja vahvasti kytketyt tehtävät. | Aikavakioiden erojen hyödyntäminen. | |
| 7. | Ratkaisumenetelmistä käytännönläheisesti |
Opintojakson arvostelu
Harjotustehtävät tai tentti.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| SMG-5070 Sähkömagneettisten järjestelmien analyysi | Suositeltava | |
| SMG-5150 Sähkömagneettinen mallintaminen I | Suositeltava | |
| SMG-5156 Electromagnetic Modelling I | Suositeltava |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
Opintojakso ei vastaan mitään toista opintojaksoa
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |