Είσοδος

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός)

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

Το μάθημα αφορά τη μελέτη των νόμων του Ηλεκτρο-Μαγνητικού πεδίου. Συνοπτικά, το αντικείμενο του μαθήματος μπορεί να περιγραφεί με τις παρακάτω βασικές ενότητες:

Ηλεκτροστατική - Μαγνητοστατική - Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή - Εξισώσεις Maxwell - Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα

Ύλη

ΥΛΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ) - 2ο Εξάμηνο Σχολή Ηλεκτρολόγων ΜΜΥ - ΕΜΠ    

Ηλεκτροστατική: Φορτία και Πεδία.  Νόμος Coulomb, Ηλεκτρικό Πεδίο, Πεδία Διακριτών και Συνεχών κατανομών φορτίου, Ροή Ηλεκτρικού Πεδίου, Νόμος Gauss, Δυνάμεις σε κατανομές φορτίων, Ενέργεια Ηλεκτρικού πεδίου.

Ηλεκτρικό Δυναμικό. Επικαμπύλιο ολοκλήρωμα ηλεκτρικού πεδίου, Διαφορά δυναμικού και συνάρτηση δυναμικού, Το πεδίο ως βαθμίδα του δυναμικού, Το δυναμικό ως ολοκλήρωμα του πεδίου, Δυναμικό (διακριτής ή συνεχούς) κατανομής φορτίου, Θεώρημα Gauss και διαφορική μορφή του Νόμου του Gauss (1η εξίσωση Maxwell), Απόκλιση διανυσματικής συνάρτησης και Λαπλασιανή βαθμωτής συνάρτησης, Εξισώσεις PoissonLaplace, Στροβιλισμός διανυσματικής συνάρτησης, Θεώρημα Stokes.

Ηλεκτρικά πεδία γύρω από αγωγούς. «Ορισμός» και βασικές ιδιότητες αγωγών, Αγωγοί σε ηλεκτροστατικό πεδίο, Γενικό ηλεκτροστατικό πρόβλημα. Θεώρημα Μοναδικότητας, Μέθοδος των ειδώλων, Απλά συστήματα αγωγών, Πυκνωτές – Χωρητικότητα, Ενέργεια αποθηκευμένη σε πυκνωτή. 

Ηλεκτρικά πεδία στην ύλη.  Ροπές κατανομής φορτίου, Δυναμικό και πεδίο διπόλου, Δύναμη και ροπή εξωτερικού πεδίου σε δίπολο, Ατομικά και μοριακά δίπολα – Επαγόμενες και μόνιμες διπολικές ροπές, Πόλωση, Πεδία από πολωμένη ύλη, Πυκνωτής με διηλεκτρικό.

Ηλεκτρικά ρεύματα. Ηλεκτρικό ρεύμα και πυκνότητα ρεύματος, Στατικά ρεύματα – Διατήρηση φορτίου – Εξίσωση συνέχειας, Ηλεκτρική αγωγιμότητα και τοπική μορφή του νόμου του Ohm, Υπολογισμός αντίστασης πεπερασμένων αγωγών διαφόρων γεωμετρικών σχημάτων.

Το μαγνητικό πεδίο.  «Ορισμός» και ιδιότητες μαγνητικού πεδίου, Νόμος Biot-Savart, Μαγνητικά πεδία ρευματοφόρων αγωγών διαφόρων σχημάτων (Ευθύγραμμος αγωγός άπειρου μήκους – Τόξα κύκλου – Δακτύλιος – Πηνίο – Επαλληλία αγωγών – Φύλλα ρεύματος), Ασυνέχεια Μαγνητικού Πεδίου στην περιοχή ρευμάτων μηδενικής διατομής, Νόμος του Ampere, Μηδενισμός απόκλισης μαγνητικού πεδίου (2η εξίσωση Maxwell).

Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Νόμος του Faraday (3η εξίσωση του Maxwell), Συντελεστής αμοιβαίας επαγωγής, Σχέση «αμοιβαιότητας», Συντελεστής αυτεπαγωγής, Ενέργεια μαγνητικού πεδίου.

Εξισώσεις Maxwell και Ηλεκτρομαγνητικά κύματα.  Ο «πλήρης» νόμος του Ampere και για «μη στατικές» περιπτώσεις (4η εξίσωση του Maxwell), Το σύστημα των εξισώσεων του Maxwell (σε ολοκληρωτική και διαφορική μορφή), Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα, Ενέργεια ηλεκτρομαγνητικού κύματος και πυκνότητα ισχύος (διάνυσμα Poynting).

Το Μαγνητικό Πεδίο στην Υλη. Μαγνητική Διπολική Ροπή, Στροφορμή και Μαγνητική Ροπή, Κατηγορίες Μαγνητικών Υλικών.

Βιβλιογραφία

1. E. M. PURCELL, "ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΑΝΕΠ. BERKELEY", ΤΟΜΟΣ 2, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Ε.Μ.Π.

2. D. J. GRIFFITHS, "ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ", ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

3. J.R. REITZ, F.J. MILFORD και R.W. CHRISTIE, "ΤΑ ΘΕΜΕΛΙΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ"

     ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Ε.Μ.Π., 2003. Σελ. 707+xviii

4. Θ. Δ. ΤΣΙΜΠΟΥΚΗ, "ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ, ΒΑΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ", ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

5. H. D. YOUNG, "ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ", ΤΟΜΟΣ Β΄, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΠΑΠΑΖΗΣΗ

Διδάσκοντες

Α΄ ΤΜΗΜΑ (ΕΠΩΝΥΜΑ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ: Α - Λ) 

Καθηγητής Σχολής ΕΜΦΕ: Νικόλαος Τράκας

e-mail: ntrac@central.ntua.gr

Γραφείο 302  (Κτήριο Φυσικής-3ος όροφος), (τηλ. 210 772 3047)

 

Β΄ ΤΜΗΜΑ (ΕΠΩΝΥΜΑ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ: Μ - Ω)

Καθηγητής Σχολής ΕΜΦΕ: Ιωάννης Ράπτης

e-mail: yraptis@maill.ntua.gr

Γραφείο 009 (Κτήριο Φυσικής-Is;ogeio), (τηλ. 210 772 3044)

Συνδιδασκαλία με ΣΕΜΦΕ

Το μάθημα έχει καταργηθεί από το 2ο εξάμηνο σπουδών της Σχολής ΗΜΜΥ. Για τους παλαιότερους σπουδαστές που το οφείλουν, το μάθημα συν-διδάσκεται και συν-εξετάζεται, μεταβατικά, μαζί με το αντίστοιχο μάθημα "Φυσική-ΙΙ" της Σχολής ΕΜΦΕ. Για το σχετικό υλικό, [Ανακοινώσεις-Εργασίες-Έγγραφα(Σημειώσεις)] οι σπουδαστές παραπέμπονται στο mycourses του μαθήματος "Φυσική-ΙΙ" της ΣΕΜΦΕ.


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.