Magnetfälten beskrivs av följande Maxwells ekvationer

Relevanta dokument
Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 25/8 2015

Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 och Modellering och simulering inom fältteori för F3, 29 augusti, 2008, kl

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Tentamen i EITF90 Ellära och elektronik, 28/8 2018

XIV. Elektriska strömmar

Materiens Struktur. Lösningar

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

Lösningar till repetitionstentamen i EF för π3 och F3

Sensorer och elektronik. Grundläggande ellära

Lösningar till uppgifter i magnetostatik

1 Föreläsning IX, tillämpning av integral

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 3/6 2017

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

Föreläsning 9. Induktionslagen sammanfattning (Kap ) Elektromotorisk kraft (emk) n i Griffiths. E(r, t) = (differentiell form)

Lösningar till tentamen i EF för π3 och F3

1.1 Sfäriska koordinater

Fysik TFYA68 (9FY321) Föreläsning 6/15

Ï x: 0 Æ 1 Ì [ ] y > 0, 0 < y <1 y växande, 0 < y < 1

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (EITF85)

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (TFYA48, 9FY321)

Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 och Modellering och simulering inom fältteori för F3, 17 december, 2007, kl. 8 13, lokal: Gasque

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (TFYA48, 9FY321)

Lösningar till tentamen i EF för π3 och F3

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

Diskreta stokastiska variabler

Fysik TFYA68. Föreläsning 5/14

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

Tyngdkraftfältet runt en (stor) massa i origo är. F(x, y, z) =C (x 2 + y 2 + z 2 ) 3 2

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

Fysiktävlingen Lösningsförslag. Uppgift 1. Vi får anta att kinetisk energi övergår i lägesenergi, och att tyngdpunkten lyftes 6,5 m.

Några integraler. Kjell Elfström. x = f 1 (y) = arcsin y. . 1 y 2 Vi låter x och y byta roller och formulerar detta resultat som en sats: cos x = 1

Tentamen TEN1, HF1012, 30 maj Matematisk statistik Kurskod HF1012 Skrivtid: 14:00-18:00 Lärare och examinator : Armin Halilovic

Kontrollskrivning 3 till Diskret Matematik SF1610, för CINTE1, vt 2019 Examinator: Armin Halilovic Datum: 2 maj

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 08 13

Exponentiella förändringar

Tentamen i Mekanik D, TKYY , kl 14:00-19:00

Att mäta, hur mäter vi och vilka referenser använder vi?

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 8 juni 2011, Svar och lösningsförslag

14. MINSTAKVADRATMETODEN

Kompletterande formelsamling i hållfasthetslära

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 4/1 2017

Föreläsning 7: Trigonometri

Generaliserade integraler

Lösningar basuppgifter 6.1 Partikelns kinetik. Historik, grundläggande lagar och begrepp

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

a sin 150 sin 15 BC = BC AB 1.93 D C 39º 9.0

anslås på kursens hemsida Resultatet: anslås på kursens hemsida Granskning:

9. Bestämda integraler

Rätt svar (1p): u A. α β A B. u B. b) (max 3p) I början har endast puck A rörelseenergi: E AB,i = 1 2 m Av 2 A = 1 2 m Au 2 A

Föreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Torsdagen den 15 mars, Teoridel

Potentialteori Mats Persson

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 9. Förklaring till dragkraftens storlek är: f

Rektangulär kanal, K. Produktbeteckning. Beteckningsexempel. Sida A (se storlekstabell) Sida B (se storlekstabell)

19 Integralkurvor, potentialer och kurvintegraler i R 2 och R 3

y > 0, 0 < y <1 y växande, 0 < y < 1

Ohm:s lag Resistivitet. Temperaturberoende. Spänningsdelning. EMK, inre och yttre resistans. Seriekopplade spänningskällor

N atom m tot. r = Z m atom

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

XIV. Elektriska strömmar

Lödda värmeväxlare, XB

Föreläsning 2 1. Till varje punkt i rummet tilldelas en vektor. ( ) = T ( x, y, z,t) ( ) = v x

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

x = x = x = x=3 x=5 x=6 42 = 10x x + 10 = 15 x = = 20 x = 65 x + 36 = 46

LINJÄR ALGEBRA II LEKTION 1

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Byt till den tjocka linsen och bestäm dess brännvidd.

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

Användande av formler för balk på elastiskt underlag

Information om brandsäkerhet. för boende i höghus. Ta hand om brandsäkerheten! ä r. a l. r e d o. l t. i d


Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik- och partikeldynamik Lösningsförslag

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

Gauss och Stokes analoga satser och fältsingulariteter: källor och virvlar Mats Persson

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

SF1625 Envariabelanalys

============================================================ V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE.

Inledande kurs i matematik, avsnitt P.6. Vi ritar upp enhetscirkeln och vinkeln 2π 3.

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Teoridel

Trigonometri. 2 Godtyckliga trianglar och enhetscirkeln 2. 3 Triangelsatserna Areasatsen Sinussatsen Kosinussatsen...

V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE ±. är begränsad i intervallet [a,b].

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Löpsedel: Integraler. Block 4: Integraler. Lärobok. Exempel (jfr lab) Exempel (jfr lab) Integrering i Matlab

XIV. Elektriska strömmar

Definition. En cirkel är mängden av de punkter i planet vars avstånd till en given punkt är

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

1 e x2. lim. x ln(1 + x) lim. 1 (1 x 2 + O(x 4 )) = lim. x 0 x 2 /2 + O(x 3 ) x 2 + O(x 4 ) = lim. 1 + O(x 2 ) = lim = x = arctan x 1

Programmeringsguide ipfg 1.6

Elektroteknik MF1016 föreläsning 11 Permanetmagnet Synkronmotor

Elektromagnetisk bromsning förbättrar stålkvaliteten vid stränggjutning

9. Vektorrum (linjära rum)

EGENVÄRDEN och EGENVEKTORER

GEOMETRISKA VEKTORER Vektorer i rummet.

Geometri. 4. Fyra kopior av en rätvinklig triangel kan alltid sättas ihop till en kvadrat med hål som i följande figur varför?

6 Greens formel, Stokes sats och lite därtill

Formelsamling. Elektromagnetisk fältteori för F och Pi ETE055 & ETEF01

============================================================ V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE ±.

Transkript:

1 Mgnetosttik Vi ämnr nu eektrosttiken och åter sttionär strömmr fyt. Det inneär tt fäten fortfrnde är sttisk och vi kn eräkn de eektrisk och mgnetisk fäten seprt. De koppr inte ti vrndr. Mgnetfäten eskrivs v föjnde Mxwes ekvtioner B d = 0; H d = J d C Kän ti fäten är strömtätheten J i den ndr ekvtionen. Vi ehöver definier ett nt storheter: tröm trömtäthet Moiitet Ledningsförmåg eer konduktivitet Resistivitet Resistns tröm tröm eer strömstyrk, I, är definierd som den ddning som per tidsenhet psserr genom ett tvärsnitt v ett föremå. Dimension: ddning per tid. Enhet: A(mpere), en v grundenhetern i I-systemet. trömtäthet (voymströmtäthet) Definition: J där = nqv ekv 51 :

2 n är koncentrtionen v ddningsärre q är vrje ddningsärres ddning v är ddningrns genomsnittig hstighet, drifthstigheten. J är ett vektorfät. Dimension: ddning per yt och tid Enhet: As/m 2 s = A/m 2 (Os!! inte A/m 3 ) Anm: Medefrten? Hr den något med v = v tt gör? vr: Nej!!! Medefrten är typiskt 10 6 m/s v är typiskt 10-4 m/s trömmen genom ytn kn teckns som I = J d ekv 5: 2? dτ dq n q v d n Hur ångt kommer en ddning som rör sig med hstigheten v på tiden dt? Om vi väjer kntängden tt vr den streckn så psserr ddningr inom dτ, d på tiden dt. Atså är strömmen di genom d: di = dq/dt. di = nq( vdtd) dt = nqvd = Jd

3 v dt n v dt cos (α) α dτ dq q v d n ( ( ) ) ( ) ( ) di = nq vdt cos α d dt = nqvcos α d = J cos α d = J d Moiitet Oft finns det ett injärt smnd men drifthstighetens storek och det eektrisk fätet (mteriet är ohmskt). Definition v= v = µ E = µ E ekv 5: 3 moiiteten är en mterikonstnt som eskriver hur ätt en ddningsärre kn t sig frm genom mteriet. Enhet: m 2 /Vs =As 2 /kg Anm: J= nqvv = nq Ev q = > E = v ˆ µ 0 ˆ ˆ ˆ E q< E= v = nq 0 ˆ ˆ µ

4 Konduktivitet eer edningsförmåg För ohmsk mteri är det (om inte fätet är för strkt) ett injärt smnd men strömtätheten och E-fätet. J = σ E ekv 5: 4 Mterikonstnten σ ks konduktiviteten. σ = nqµ I-enhet (Ωm) -1 För ett metiskt mteri gäer 2 σ = nq τ m µ = q τ m, där τ och m är trnsporttiden respektive ddningsärrens mss. Vi visr dett ätt. Utn pågt E-fät är medehstigheten hos ddningsärrn no, v = 0. Vid pågt E-fät gäer tt fermisfären driver i k-rummet tis tt efter trnsporttiden τ det inträffr ett sttionärt tistånd då spridning mot defekter i mteriet nserr driften orskd v fätet. p= qe p = qeτ v= vdrift = v = qeτ m J= nqv= nq2 τe m = σe σ = nq 2 τ m Anm: vi ser tt moiiteten är proportione mot trnsporttiden och inverst proportione mot ddningsärrens mss. Ju äng-

5 re tid fermisfären driver innn sttionärt tistånd inträffr ju högre är moiiteten; ju mindre mss ddningsärren hr ju högre är moiiteten. Resistiviteten Oft eskrivs ett mteris förmåg tt ed ström med resistiviteten i stäet för med konduktiviteten. Dess mteriprmetrr är enket reterde ti vrndr: ρ= 1 σ. I-enhet: Ωm Hos god edre, t.ex. siver och koppr är resistiviteten i storeksordning 10-8 Ωm. God isotorer hr värden i storekordning 10 16 Ωm. Tempertureroendet: Två effekter som verkr åt motstt hå: 1) Fononspridning minskr edningsförmågn. När temperturen höjs skps fononer i mteriet. Dess kn orers vid en ddningsärrspridning. Dessutom ir fermiknten diffus, dvs ddningsärre finns med högre energi än det ägst oestt tiståndet. Dess ddningsärre kn f ned och smtidigt emitter en fonon. Fononspridning minskr edningsförmågn för åde meter och isotorer. 2) När temperturen ökr så skps det fer och fer ddningsärre i isotorer och hvedre. Dett ökr edningsförmågn. Denn effekt är mer krftfu än minskningen pg. Fononern.

6 Resistns z = 0 z = z E J V = V 0 V = 0 Definition: R= V 0 I Vi sk nu estämm resistnsen för trådsegmentet i figuren. Vi ntr tt mteriet är ohmskt och homogent. Vi ägger potentien V 0 över tråden. En konstnt ström I, jämt förded över edrens tvärsnitt, fyter från vänster ti höger. Tvärsnittsren är, ängden är och konduktiviteten är σ. Lösningsschem: I J E V0 Vi får I = J d= ( Jzˆ) ( dzˆ )= Jd = J d = J J= ( I )ẑ Ohms g i punktform ger J σe E J σ I σ ẑ = = =( ) Enigt definitionen v potenti hr vi

7 kt V E d I σ zˆ dzzˆ I σ dz 0 ref 0 = = ( ) ( )= ( ) z= = ( ) = I σ dz I σ och sutigen z= 0 R= V0 I = I σi = σ = ρ där ρ är resistiviteten. z= 0 Läckresistnsen för en koxike z = 0 z V = V 0 V = 0 En koxike estår v två methöjen med ett isoernde mteri i menrummet. Ingen isotor är perfekt isoernde. I vårt exempe hr mteriet konduktiviteten σ. Vi ägger potentien V 0 på det inre höjet och jordr det yttre. Det kommer tt fyt en äckström, I, från det inre höjet ti det yttre i ett segment v ängd, enigt figuren. egmentet hr en äckresistns R es som vi nu sk eräkn. Vi nvänder smm ösningsschem som i det tidigre exempet. Vi nvänder cyindrisk koordinter. Vi hr xie symmetri viket medför tt

8 storhetern inte eror v vinken φ. Vi ntr tt segmentet är en de v en ång rk koxike. Vi hr då cyindersymmetri viket inneär tt storhetern inte eror v z. Atså eror storhetern endst v R. Lösningsschem: I J E V0 Vi får I J d J R Rˆ drˆ J R d J R R = = ( ) ( )= ( ) = ( ) ( ) = J R 2πR J I 2πR Rˆ ( ) = ( ) Ohms g i punktform ger J σe E J σ I 2πR Rˆ = = =( ) Enigt definitionen v potenti hr vi kt V0 = E d= ( I σ2πr) Rˆ ( drrˆ)= I σ2π R dr ref R= R= R= ( ) 1 = ( I σ2π) R dr= ( I σ2π)[ n R] = ( ) In / σ2π och sutigen Res = V0 I = n( / ) 2πσ