KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Like dokumenter
KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKALSK ELEKTRONIKK

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

UNIVERSITETET I OSLO

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Konstanter og formelsamling for kurset finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side enn selve oppgaven

Sammendrag, uke 14 (5. og 6. april)

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28. Rottmann integraltabell (s. 137) μ r. μ r. μ r. μ r

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG SIF4028 FYSIKK MED ELEKTROMAGNETISME Mandag 7. august 2000 Tid:

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

Kap 28: Magnetiske kilder

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

Laboratorieøvelse i MNFFY1303-Elektromagnetisme Institutt for Fysikk, NTNU MAGNETISK HYSTERESE

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

( 6z + 3z 2 ) dz = = 4. (xi + zj) 3 i + 2 ) 3 x x 4 9 y. 3 (6 2y) (6 2y)2 4 y(6 2y)

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

EKSAMEN I FAG SIF 4008 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

Kap 28: Magnetiske kilder

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

Fysikk-OL Norsk finale 2005

Matematikk 3MX AA6524 / AA6526 Elever / privatister Oktober 2002

Magnetisk hysterese. 1. Beregn magnetfeltet fra en strømførende spole med kjent vindingstall.

Forelesning 9/ ved Karsten Trulsen

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl K. Rottmann: Matematisk formelsamling (eller tilsvarende).

EKSAMENSOPPGAVE. Fys-1002 Elektromagnetisme. Adm.bygget B154 Kalkulator med tomt dataminne, Rottmann: Matematisk formelsamling

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

FAG: MA-209 Matematikk 3 LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Newtons lover i én dimensjon

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

Kap. 22. Gauss lov. Gauss lov skjematisk. Eks.1: Homogent ladd kule =Y&F Ex = LHL Vi skal se på: Fluksen til elektrisk felt E Gauss lov

Newtons lover i to og tre dimensjoner

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

8 Eksamens trening. E2 (Kapittel 1) På figuren er det tegnet grafene til funksjonene f og g gitt ved

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

UNIVERSITETET I OSLO

TFE4120 Elektromagnetisme

Pytagoreiske tripler og Fibonacci-tall

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28: Magnetiske kilder. Magnetisme

EKSAMEN i. MA-132 Geometri. Torsdag 3. desember 2009 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

a) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladet partikkel og radielt innover mot en negativt ladd partikkel.

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Kapittel 2: Krumlinjet bevegelse

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

EKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK For kjemi og materialteknologi Onsdag 11. desember 2002 kl

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

EKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

Fysikkolympiaden 1. runde 25. oktober 5. november 2004

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 10. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Fysikkolympiaden Norsk finale 2010

Løsningsforslag Eksamen i fag TEP4110 Fluidmekanikk

Oppgave 1 a)1 b)3 c)2 d)3 e)3 f)2 g)3 h)2 i)1 j)2 k)1 l)2

FASIT FRAMSKUTT EKSAMEN VÅREN Oppg. 1

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 30. mai 2006 kl

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

EKSAMENSOPPGAVE. 7 (6 sider med oppgaver + 1 side med formler)

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 13. mai 2004

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

Transkript:

Noges teknisk natuvitenskapelige univesitet Institutt fo elektonikk og telekommunikasjon ide 1 av 8 Bokmål/Nynosk Faglig/fagleg kontakt unde eksamen: Jon Olav Gepstad 41044764) Hjelpemidle: C - pesifisete tykte og håndskevne hjelpemidle tillatt: Rottmann: Matematisk fomelsamling. Bestemt, enkel kalkulato tillatt. Hjelpemiddel: C - pesifisete tykte og handskevne hjelpemiddel tillate: Rottmann: Matematisk fomelsamling. Bestemt, enkel kalkulato tillaten. KONTINUAJONEKAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETIME Tisdag 10. aug. 2010 Tid: 09:00 13:00 ensu: 31. aug. 2010 Oppgave 1 a) Define magnetisk fluks gjennom en flate. b) Vis at fluksen gjennom kan uttykkes som et linjeintegal av vektopotensialet A, og angi hvilken kuve det skal integees ove. c) Vektopotensialet fa en sløyfe C 1 som føe stømmen I 1 e gitt av Biot-avats lov fo A: A 1 = µ 0 I 1 d l 1, 1) 4π C 1 de e avstanden fa stømelementet I 1 d l 1 til obsevasjonspunktet. Vi ha he antatt at det e vakuum omking sløyfa.

ide 2 av 8 C 1 d l 1 d l 2 C 2 Figu 1: He vises elementene d l 1 og d l 2, samt avstanden mellom dem. Vis at gjensidig induktans mellom en sløyfe C 1 og en sløyfe C 2 kan skives L 12 = µ 0 d l 1 d l 2, 2) 4π C 1 C 2 de e avstanden mellom elementene d l 1 og d l 2. Anta at det e vakuum ovealt i næheten av sløyfene. d) Fokla med utgangspunkt i 2) hvofo L 21 = L 12. e) tømmen I 1 i sløyfe C 1 vaiee med tiden t på følgende måte: I 1 t) = I 0 sinωt), 3) de ω og I 0 e positive konstante. Resistansen i sløyfe C 2 e uendelig. Hva e den indusete elektomotoiske spenningen i sløyfe C 2? Oppgave 2 I denne oppgaven se vi på en to-tådslinje, som bestå av to paallelle, sylindiske ledee med avstand d mellom sentene, se fig. 2. Begge ha adius a, de 2a < d. Ledene e så lange at man kan se bot fa effekte næ endene de kan egnes som uendelig lange). I omådet omking kablene e det luft, med pemittivitet ɛ 0 og pemeabilitet µ 0. I hele oppgaven kan du anta at en eventuell ladning elle støm e jevnt fodelt ove ledenes oveflate. Denne antagelsen e ikke alltid helt ett, f.eks. vil antagelsen bety at det elektiske feltet ikke bli null i ledene, slik den skulle ha væt i elektostatikken. Unde gitte foutsetninge kan imidletid antagelsen væe en god tilnæmelse.) a) Anta at kabelen til venste ha en ladning pe lengdeenhet Q, mens kabelen til høye ha ladning pe lengdeenhet Q. Anta at ladningen e jevnt fodelt ove ledeenes oveflate. Finn det elektiske feltet fo a < x < d a langs x-aksen, se fig. 2. Tips: Finn føst feltet fa hve av ledene sepaat vha. Gauss lov.)

ide 3 av 8 z luft, ǫ 0 2a x d y Figu 2: To-tådslinje med paallelle, sylindiske ledee. Begge ledene ha adius a. b) Potensialfoskjellen mellom ledene e V 0. Vis at det elektiske feltet fo a < x < d a langs x-aksen e V 0 d E = 2 lnd/a 1) xd x) u x. 4) c) Bestem kapasitansen pe lengdeenhet fo to-tådslinja. d) Luft tåle en maksimal feltstyke på E t = 3 10 6 V/m fø det bli gjennomslag. Fo en gitt vedi av d, finn den vedien av a som gjø at to-tådslinja tåle høyest mulig spenning V 0. Oppgitt: Om du skulle ende opp med en likning 1 2u) ln1/u 1) = 1: Denne ha løsningene u = 0.176 og u = 0.824.) e) Den venste ledeen føe nå stømmen I i positiv z-etning, mens etustømmen I gå i den ande. Anta at stømmen e jevnt fodelt ove ledenes oveflate. Finn den magnetiske flukstettheten B langs x-aksen fo a < x < d a. f) Bestem selvinduktansen pe lengdeenhet fo to-tådslinja.

ide 4 av 8 Oppgave 3 Til hvet av spøsmålene som e stilt nedenfo, e det foeslått 4 sva. Oppgi hvilket sva du mene e best dekkende fo hvet spøsmål. vaene, som ikke skal begunnes, avgis i skjemaet på siste side. Denne siden ives fa og levees inn som del av besvaelsen. Det gis 3 poeng fo hvet iktig sva, 1 poeng fo hvet galt sva og 0 poeng fo ubesvat. Helgadeing me enn ett kyss) gi 0 poeng. a) Hva e sant om følgende lov: H = J? i) den kalles Ampees lov, ii) den gjelde alltid, til og med i elektodynamikken, iii) den gjelde bae nå det e symmeti, iv) alle altenativene ovenfo. b) Magne Tisme påstå at den magnetiske flukstettheten B fa en gitt, tidsuavhengig stømfodeling i vakuum e gitt av uttykket B) = µ 0I 4π 2 u, 5) i et sfæisk koodinatsystem. He e I 0 en konstant støm. Hvodan kan du væe sikke på at Magne e helt på jodet? i) uttykket ha ikke iktig dimensjon, ii) feltet e ikke divegensfitt i oigo dvs. feltet bite ikke seg selv i halen ), iii) fo > 0 e H = 0; dessuten sikulee helle ikke H undt oigo. Altså e stømtettheten null ovealt, hvilket skulle gitt H = 0 og demed B = 0. iv) alle altenativene ovenfo. c) Det elektiske feltet ovealt i ommet e gitt av uttykket { C 1 E) 2 u, fo < a, = 1 C 2 u, elles, 6) i et sfæisk koodinatsystem. He e C 1 en vilkålig konstant, og C 2 C 1 a 3. Anta at pemittiviteten e ɛ 0 ovealt. Hva kan du si om ladningsfodelingen? i) det e omladning fo < a, flateladning fo = a, men ingen omladning fo > a,

ide 5 av 8 ii) det e omladning fo < a, ingen flateladning fo = a, og ingen omladning fo > a, iii) det e omladning fo < a, flateladning fo = a, og omladning fo > a, iv) det e ingen omladning fo < a, men det e flateladning fo = a og omladning fo > a. d) På et piano slå du an tonene A 4, med fekvens 440 Hz, og E 6, med fekvens 2 19/12 440 Hz. En av ovetonene til A 4 sammen med gunntonen E 6 vil da sveve med en svevefekvens som e så lav at den kan oppfattes som sveving av menneske. Hva e svevefekvensen? i) 1 Hz, ii) 19 Hz, iii) 1.49 Hz, iv) ingen av altenativene ovenfo. e) Nå e følgende vesjone av Gauss lov gyldig? 1) D = ρ og 2) ɛ 0 E = ρ total. He e ρ den fie omladningstettheten, mens ρ total e all omladningstetthet fi og bunden). i) 1) e gyldig i et vilkålig medium, mens 2) e kun gyldig i vakuum, ii) begge e alltid gyldige, iii) begge e alltid ugyldige, iv) de e bae gyldige på sommeen.

ide 6 av 8 Fomle i elektomagnetisme: F = Qq 4πɛ 2 u, E def = F /q, V P = D d = Q fi i, D = ρ, R P E d l, V = Q 4πɛ, D def = ɛ 0 E + P, P = ɛ0 χ e E, D = ɛ E, ɛ = ɛ0 1 + χ e ), C def = Q/V, C = ɛ/d, E = V, W e = 1 2 CV 2, w e = 1 D 2 E, p = Qd, J = NQ v, J = σe, J = E/ρ, σ = 1/ρ, PJ = J Edv, v df 12 = I 2 d µ 0 I 1 d l 2 ) l 1 u 4π 2, db = µ 0 Id l u 4π 2, df = Id l B, H def B = M, µ M = χmh, B = µ H, µ = µ0 1 + χ m ), m = I, 0 M F = m B, B = 0, H d l = J d, w m = 1 B 2 H, L 12 = Φ 12 I 1 = L 21 = Φ 21 I 2, L = Φ I, W m = 1 2 C n I k Φ k = 1 2 k=1 F = W m ) Φ=konst, F = + Wm ) I=konst, J + ρ t = 0, Maxwells likninge: E = B t, H = J + D t, D = ρ, B = 0, C E d l = d dt H d l = C D d = Q fi i, B d = 0. Potensiale i elektodynamikken: B d, J + D ) d, t e = dφ dt ), n j=1 k=1 n L jk I j I k, F = Q E + v B). B = A, E A = V t, 2 V ɛµ 2 V t 2 = ρ ɛ, 2 A 2 A ɛµ t 2 = µ J, V, t) = 1 ρ, t R/c)dv, µ J, t R/c)dv A, t) =. 4πɛ v R 4π v R Gensebetingelse: E 1 tang = E 2 tang, D1 nom D 2 nom = σ n, H 1 tang H 2 tang = J s n, B1 nom = B 2 nom.

ide 7 av 8 Konstante: Katesisk koodinatsystem: µ 0 = 4π 10 7 H/m ɛ 0 = 1/µ 0 c 2 0) 8.854 10 12 F/m Lyshastighet i vakuum: c 0 = 1/ µ 0 ɛ 0 = 299792458 m/s 3.0 10 8 m/s Lyshastighet i et medium: c = 1/ µɛ Elementæladningen: e = 1.6 10 19 C Elektonets hvilemasse: m e = 9.11 10 31 kg tandad tyngdeakseleasjon: g = 9.80665 m/s 2 Gavitasjonskonstant: γ = 6.673 10 11 N m 2 /kg 2. Diffeensielle vektoidentitete: u x V = V x vilkålig akse) x V + W ) = V + W V W ) = V W + W V fv ) = f V ) V A + B) = A + B V A) = V A + A V A B) = B A A B A + B) = A + B V A) = V ) A + V A A) = 0 V ) = 2 V V ) = 0 A) = A) 2 A V = V x u x + V y u y + V u z A = A x x + A y y + A z A Az = u x y A y Ay + u z x A x y 2 V = 2 V x 2 + 2 V y 2 ) Ax + u y ) + 2 V 2 A ) z x 2 A = 2 A x ) u x + 2 A y ) u y + 2 A z ) u z ylindisk koodinatsystem: V = V u + 1 V φ u φ + V u z A = 1 A ) A 1 A z = u φ A φ + u z Aφ ) 2 V = 1 V fæisk koodinatsystem: + 1 A φ φ + A z ) A + u φ A ) φ A ) z ) + 1 2 2 V φ 2 + 2 V 2 Integalidentitete: V dv = V d v Adv = A d Divegensteoemet) v Adv = d A v A d = A d l tokes teoem) C V = V u + 1 V θ u θ + 1 V sin θ φ u φ A = 1 2 A ) 2 + 1 sin θa θ ) + 1 A φ sin θ θ sin θ φ A = u sin θaφ ) A ) θ sin θ θ φ + u θ 1 A sin θ φ A ) φ) + u φ Aθ ) A ) θ 2 V = 1 2 2 V ) + 1 2 sin θ V ) 1 2 V + sin θ θ θ 2 sin 2 θ φ 2

ide 8 av 8 EMNE TFE4120 ELEKTROMAGNETIME KANDIDATNR.:... vakupong Mek med kyss i de aktuelle utene. Kun ett kyss fo hvet spøsmål. pøsmål Alt. i) Alt. ii) Alt. iii) Alt. iv) a) b) c) d) e)