EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Like dokumenter
KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN 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

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

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

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

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

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

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

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

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

To sider med formler blir delt ut i eksamenslokalet. Denne formelsamlingen finnes også på første side i oppgavesettet.

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

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

FYS1120 Elektromagnetisme

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi EKSAMEN I FYS135 - ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

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

Øving 15. H j B j M j

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

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK Faglig kontakt under eksamen: Ola Hunderi, tlf (mobil: )

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator med tomt dataminne Rottmann: Matematisk Formelsamling A.T. Surenovna: Norsk russisk ordbok

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

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME OG FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

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

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

EKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1002

Oppgave 4 : FYS linjespesifikk del

UNIVERSITETET I TROMSØ. EKSAMENSOPPGAVE i FYS-1002

a) Bruk en passende Gaussflate og bestem feltstyrken E i rommet mellom de 2 kuleskallene.

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

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

Midtsemesterprøve torsdag 7. mai 2009 kl

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 13. mai 2004

FYS1120 Elektromagnetisme ukesoppgavesett 7

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator med tomt dataminne, Rottmann: Matematisk formelsamling.

FYS1120 Elektromagnetisme

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Fysikkk. Støvneng Tlf.: 45. Andreas Eksamensdato: Rottmann, boksen 1 12) Dato. Sign

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Mandag 7. mai. Elektromagnetisk induksjon (fortsatt) [FGT ; YF ; TM ; AF ; LHL 24.1; DJG 7.

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK Mandag 7. august 2000 kl. kl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Felttur 2016 Elektromagnetisme

Eksamensoppgave i TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Øving 13. Induksjon. Forskyvningsstrøm. Vekselstrømskretser.

Eksamensoppgave i TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Mandag qq 4πε 0 r 2 ˆr F = Elektrisk felt fra punktladning q (følger av definisjonen kraft pr ladningsenhet ): F dl

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

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

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Fredag 13.des 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Administrasjonsbygget: Aud.

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

Felttur 2017 Elektromagnetisme

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 29. mai 2017

Den franske fysikeren Charles de Columb er opphavet til Colombs lov.

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi LØSNING TIL PRØVE 2 I FYS135 - ELEKTRO- MAGNETISME, 2004.

Eksamensoppgave i FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 1/2 2007

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Lørdag 5. juni Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

FYS1120 Elektromagnetisme H10 Midtveiseksamen

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Tid:

Eksamensoppgåve i TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Transkript:

NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet ide 1 av 7 Fakultet for informatikk, matematikk og elektroteknikk Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Bokmål/Nynorsk Faglig/fagleg kontakt under eksamen: Navn: Johannes kaar Tlf.: 91432 ensur: enest/seinast 21.06.2005. EKAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETIME TIRDAG 30. MAI 2006 TID: KL 0900-1300 Hjelpemidler: C - pesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt: Rottmann: Matematisk formelsamling. Bestemt, enkel kalkulator tillatt. Hjelpemiddel: C - pesifiserte trykte og handskrevne hjelpemiddel tillate: Rottmann: Matematisk formelsamling. Bestemt, enkel kalkulator tillaten. Totalt 7 sider inkludert forside. Alle deloppgaver/deloppgåver har omtrent lik vekt (litt variasjon avhengig av arbeidsmengde).

Oppgave 1 ide 2 av 7 En kulekondensator består av to ideelt ledende, konsentriske kuleskall med radius hhv. a og b. Volumet mellom de to lederne er fylt med et dielektrisk medium med permittivitet ɛ. b a Figur 1: Tverrsnittet til en kulekondensator. a) Bestem kapasitansen C til en slik kondensator. b) Kontrollér svaret i a) ved å vise at kapasitansen blir som for en parallellplatekondensator når det dielektriske sjiktet mellom lederne blir veldig tynt, dvs.b a a. (Denne antagelsen skal kun brukes i denne deloppgaven.) c) Anta at kondensatoren har null netto ladning. Dersom spenningen over kondensatoren er V, finn det elektriske feltet overalt, uttrykt ved C. d) kriv opp uttrykket for lagret energi per volumenhet i et elektrisk felt, og vis ut fra dette uttrykket at den totale energien kan skrives W e = 1 2 CV 2,derV er spenningen over de to lederne. e) Dersom permittiviteten mellom lederne er en funksjon ɛ = ɛ(r), vis at kapasitansen C blir gitt av 1 C = b a dr ɛ(r)4πr 2. (1) Tolk uttrykket dersom integralet tilnærmes med en sum. f) Anta nå atmedietiområdet a<r<bhar konstant permittivitet ɛ og konstant konduktivitet σ (dvs. både ɛ og σ er uavhengige av r). Hva blir resistansen målt mellom de to lederne? Oppgave 2 På figuren er vist en magnetisk krets, som består av to deler av ferromagnetisk materiale. Disse er kalt bøyle og anker. De er skilt fra hverandre med to luftgap, av lengde d, som antas å være mye mindre enn bøylens og ankerets bredde a. Bøylens og ankerets tykkelse, i retning vinkelrett på papirplanet, er også a, slik at tverrsnittet er kvadratisk. Det ferromagnetiske materialet har så høy relativ permeabilitet at den kan antas å være uendelig. På bøylens ben er det viklet to spoler, med henholdsvis N 1 og N 2 viklinger. I de to spolene går henholdsvis strømmene I 1 og I 2, der positiv retning er antydet på figuren.

ide 3 av 7 Figur 2: Magnetisk krets for oppgave 2. a) Beregn den magnetiske fluksen gjennom tverrsnittet av bøylen når I 1 og I 2 er konstante. b) Beregn selvinduktansene L 1 og L 2 for de to spolene, og den gjensidige induktansen L 12 mellom dem. c) Beregn kraften som trekker ankeret mot bøylen når I 1 og I 2 holdes konstante. d) La nå strømmen i spole 2 være null, mens strømmen i spole 1 varierer med tiden t: I 1 = I 0 sin(ωt), (2) hvor I 0 og ω er reelle konstanter. Beregn den elektromotoriske spenningen som induseres i spole 2. e) La fremdeles strømmen i spole 2 være null, mens I 1 nå er konstant. La ankeret vibrere opp og ned, slik at d = d 0 + d 1 sin(ωt), (3) der d 1 d 0. Beregn den elektromotoriske spenningen som induseres i spole 2. Oppgave 3 Til hvert av de 5 spørsmålene som er stilt nedenfor, er det foreslått 4 svar. Oppgi hvilket svar du mener er best dekkende for hvert spørsmål. varene, som ikke skal begrunnes, avgis iskjemaetpå siste side. Denne siden rives fra og leveres inn som del av besvarelsen. Det gis 3 poeng for hvert riktig svar, 1 poeng for hvert galt svar og 0 poeng for ubesvart. Helgardering (2 eller 3 kryss) gir 0 poeng. a) Hvilke(n) av Maxwells likninger er automatisk oppfyllt dersom vi uttrykker B = A og E = V A/ t, derv er et skalarpotensial og A er et vektorpotensial? i) B =0og D = ρ, ii) B =0og E = B, t iii) kun B =0, iv) ingen.

b) Når er Amperes lov H = J gyldig? i) nårdetersymmetri, ii) når D/ t =0, iii) når B/ t =0, iv) alltid. ide 4 av 7 c) Gitt et begrenset område/volum v med et lineært, isotropt og homogent medium. Det er ingen fri romladning i v (dvs. ρ = 0), men det er frie ladninger et stykke utenfor v.du kan anta elektrostatiske forhold. Hvor har potensialet V = V (x, y, z) sittmaksimum (når vi ser bort fra verdiene av V utenfor volumet)? i) et sted på randen av v, ii) et sted inne i v, iii) et sted enten på randen av v eller inne i v, iv) potensialet er konstant inne i og på randen av v. d) Bestem dimensjonen til konstanten k slik at likningen ɛ 0 E 2 = kbh blir dimensjonsmessig korrekt. (Her er ɛ 0 permittiviteten i vakuum, E et elektrisk felt, B en magnetisk flukstetthet og H et magnetisk felt.) var: i) ms 1, ii) kgms 2, iii) Akgms 2, iv) 1. e) Hva er forskyvingstrøm? i) D/ t, ii) J/ t, iii) J, iv) strømninger langs energibaner i kvantestjerner.

Oppgitte formler og konstanter ide 5 av 7 Formler i elektromagnetisme (spesifisering av gyldighetsområdet og forklaring av symboler er utelatt): F = Qq R 4πɛr u r, E def = F/q, V 2 P = E d l, V = Q P 4πɛr, D d = Q fri i, D = ρ, D def = ɛ 0E + P, P = ɛ0 χ ee, D = ɛe, 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 = σ E, J = E/ρ, σ =1/ρ, P J = J Edv, v ( df 12 = I 2 d μ 0 I 1 d l 2 ) l 1 u r, db 4π r = μ 0 Id l u r, df 2 4π r = Id l B, 2 H def B = M, μ M = χmh, B = μh, μ = μ0 (1 + χ m ), m = I, 0 M F = m B, B =0, H d l = J d, w m = 1 B C 2 H, L 12 = Φ 12 = L 21 = Φ 21, L = Φ I 1 I 2 I, W m = 1 n I k Φ k = 1 n n L jk I j I k, 2 2 k=1 j=1 k=1 F = ( W m ) Φ=konst, F =+( W m ) I=konst, J + ρ t =0, F = Q( E + v B). Maxwells likninger: E = B t, E d l = d B d, C dt H = J + D ( t, H d l = C D = ρ, D d = Q fri i, B =0, B d =0. ( J + D ) d, t e = dφ dt Potensialer i elektrodynamikken: B = A, E A = V t, 2 V ɛμ 2 V t = ρ 2 ɛ, 2 A 2 A ɛμ t = μ J, 2 V ( r, t) = 1 ρ( r,t R/c)dv, μ J( r,t R/c)dv A( r, t) =. 4πɛ v R 4π v R Grensebetingelser: E 1tang = E 2tang, D1norm D 2norm = σ n, H 1tang H 2tang = J s n, B 1norm = B 2norm. ),

Noen konstanter: ide 6 av 7 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 Elementærladningen: e =1.6 10 19 C Elektronets hvilemasse: m e =9.11 10 31 kg Nøytronets hvilemasse: m n =1.67 10 27 kg Protonets hvilemasse: m p =1.67 10 27 kg tandard tyngdeakselerasjon: g =9.80665 m/s 2 Gravitasjonskonstant: γ =6.673 10 11 N m 2 /kg 2. Matematiske formler:

EMNE TFE4120 ELEKTROMAGNETIME ide 7 av 7 TUDENTNR.:... varkupong Merk med kryss i de aktuelle rutene. Kun ett kryss for hvert spørsmål. pørsmål Alt. i) Alt. ii) Alt. iii) Alt. iv) a) b) c) d) e)