EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Like dokumenter
KONTIUNASJONSEKSAMEN 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

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

OBLIGATORISK MIDTSEMESTERØVING I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIE 4010 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

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

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 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

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

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

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

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

Frivillig test 5. april Flervalgsoppgaver.

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

FYS1120 Elektromagnetisme

Øving 15. H j B j M j

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

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

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

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

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

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

KONTIUNASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

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

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

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 29. mai 2017

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

UNIVERSITETET I TROMSØ. EKSAMENSOPPGAVE i FYS-1002

Øving 13. Induksjon. Forskyvningsstrøm. Vekselstrømskretser.

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1002

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Flervalgsoppgaver. Gruppeøving 10 Elektrisitet og magnetisme

EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME OG FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

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

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

EKSAMEN I EMNE TFE 4130 BØLGEFORPLANTNING

Eksamensoppgave i TFY4155 ELEKTRISITET OG MAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

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

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Midtsemesterprøve torsdag 7. mai 2009 kl

EKSAMEN i TFY4155/FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 13. mai 2004

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

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

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Bølgeledere. Figur 1: Eksempler på bølgeledere. (a) parallell to-leder (b) koaksial (c) hul rektangulær (d) hul sirkulær (e) hul, generell form

FYS1120 Elektromagnetisme ukesoppgavesett 7

Felttur 2016 Elektromagnetisme

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

A. positiv x-retning B. negativ z-retning C. positiv y-retning D. negativ y-retning E. krafta er null

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

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS 0100 Generell fysikk Dato: Onsdag 26.feb 2014 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Aud max.

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

Kontinuasjonseksamensoppgave i TFY4120 Fysikk

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 Tirsdag 27. mai 2008 kl

UNIVERSITETET I OSLO

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

Oppgave 4 : FYS linjespesifikk del

EKSAMEN I EMNE SIE4015 BØLGEFORPLANTNING EKSAMEN I FAG BØLGEFORPLANTNING LØRDAG/LAURDAG 19. MAI 2001 TID: KL

UNIVERSITETET I OSLO

Magnetostatikk Elektrodynamikk:

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

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK For kjemi og materialteknologi Mandag 6. august 2001 kl. kl

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

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

Flervalgsoppgaver. Gruppeøving 1 Elektrisitet og magnetisme

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

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

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 31. MAI 2005 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 koaksialkabel består av en innerleder med radius a og en ytterleder med en indre radius b, se figur. Kabelens lengde er mye større enn b. Mellom lederne befinner det seg et dielektrisk medium med permittivitet ɛ = ɛ r ɛ 0. Innerlederen har det konstante potensialet V 0,mens ytterlederen har potensial 0. Anta at lederne er ideelle. a) Finn det elektriske feltet E som funksjon av r. b) Finn potensialet som funksjon av r. c) Finn kapasitansen per lengdeenhet. d) I resten av oppgaven erstattes det dielektriske mediet mellom lederne av et medium med samme permittivitet som før, men i tillegg fins en uniform og konstant romladning ρ. Ledningsevnen til mediet er som før (σ = 0). Potensialene til innerlederen og ytterlederen er som før, og kabelen er netto uladet. Vis at potensialet nå blir V 0, for 0 r a ρ V (r) = 4ɛ (b2 r 2 )+V 1 ln b, for a<r<b (1) r 0, for r b der V 1 = V 0 ln b a ρ(b2 a 2 ). (2) 4ɛ ln b a Oppgi flere metoder som kan brukes til å kontrollere svaret for a<r<b(du trenger ikke utføre kontrollene). e) Finn ladningen per lengdeenhet av innerleder (Q a) og ytterleder (Q b ). Kontroller svarene ved å beregne total ladning per lengdeenhet av kabelen. (Ta utgangspunkt i (1) i denne oppgaven, og for enkelthet skyld ikke skriv ut V 1 vha. (2).) Oppgave 2 a) Gitt en lang, tettviklet solenoide med N viklinger, lengde l og diameter 2b. Antaat tykkelsen av viklingen er neglisjerbar, og at l 2b, slik at en kan bruke de tilnærmelser som gjelder for meget lange, tynne solenoider. Materialet innenfor og utenfor solenoiden er vakuum. olenoiden fører en konstant strøm I 1.Finn B-feltet inne i solenoiden. b) Finn solenoidens selvinduktans L 1.

l ide 3 av 7 2b 2a c) En lukket, sirkulær strømsløyfe med radius a er plassert midt i solenoiden, slik at sløyfas plan danner en vinkel ϕ med solenoidens akse (se figuren). løyfa fører strømmen I 2. Finn den gjensidige induktansen L 12 mellom solenoiden og sløyfa. d) Finn dreiemomentet M F som virker på sløyfa. e) trømmen I 1 i solenoiden holdes konstant, mens sløyfa roterer, slik at ϕ = ωt hvor ω er en konstant, og t er tiden. Finn den induserte elektromotoriske spenningen i sløyfa. f) løyfa tenkes laget av en ideell leder (superleder), hvor altså resistansen er null. elvinduktansen er L 2. løyfa roterer som i forrige punkt. Til å begynne med (t =0),er strømmen null både i solenoiden og i sløyfa. å økes strømmen i solenoiden til I 1,og holdes konstant. Finn strømmen I 2 i sløyfa, som funksjon av tiden, etter at strømmen i solenoiden er blitt konstant. 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) Figuren viser tverrsnittet av en uendelig lang, hul sylinder. Hulrommet i sylinderen har en diameter som er 1/4 av sylinderens ytterdiameter. Hulrommet tangerer sylinderens akse A, som vist i figuren. ylinderen fører en strøm I, rettet innover i papiret, bort fra leseren. trømmen er jevnt fordelt over tverrsnittet. Hva er den magnetiske feltstyrken på sylinderens akse A? a a/2 a/2 I A i) H = I/(8πa), ii) H =3I/(2πa),

iii) H =2I/(15πa), iv) H =3I/(8πa). ide 4 av 7 b) I forrige deloppgave, dersom I>0, hva er magnetfeltets retning i forhold til papirplanet? i) innover, ii) mot venstre, iii) nedover, iv) ingen av alternativene ovenfor. c) 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) kun B =0, ii) B =0og D = ρ, iii) B =0og E = B t, iv) ingen. d) En av Maxwells likninger er E = B. Denne likningen betyr bl.a. at t i) E-feltet strømmer ut fra ladninger, ii) En lang, rett leder som fører en strøm gir opphav til et sirkulerende magnetfelt, iii) Et varierende magnetfelt gjennom en ledende sløyfe induserer en strøm i sløyfa, iv) Det finnes ikke magnetiske monopoler. e) Hva er enheten for induktans (H) uttrykt ved grunnenhetene i I-systemet? i) m 1 A, ii) m 2 sa. iii) kgm 2 s 2 A 2, iv) Det kan du sagtens si.

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 = 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 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)