# TFY4155 Elektromagnetisme
FY1003 Elektrisitet og magnetisme
Våren 2009

#### Sist oppdatert: Mandag 21. desember 2009

Faginformasjon (oppdatert 14.01.09):

- Fagets innhold med litteraturhenvisninger
- Timeplan, pensum, aktuelle lærebøker, eksamen
- Orientering om regneøvingene
- Orientering om labøvingene
- Hvorfor studere elektromagnetisme?

Faglærer: Jon Andreas Støvneng , Bilde: jas.jpg , E-post: jon.stovneng@ntnu.no, Kontor: E5-130 , Institutt for fysikk, NTNU Gløshaugen, 7491 Trondheim. Tel. 73593663

## Innholdsfortegnelse for denne siden

Beskjeder til studentene Øvingsassistenter Referansegruppe Timeplan Ekstratimen Oppgaver i noen bøker | Laboratorium Framdriftsplan Ukentlige sammendrag Notater Regneøvinger Ekstraoppgaver | Midtsemesterprøve Eksamen Tidligere eksamensoppgaver Formelsamling Elektromagnetisme på nettet

## Beskjeder (siste øverst)

- 21.12: Sensur, FY1003, kont 30.november 2009.
- 05.08: Sensur, TFY4155, kont 3.august 2009.
- 22.06: Sensur, FY1003 Sensur, TFY4155.
- 03.06: Eksamensoppgavene med løsningsforslag .
- 15.05: Noen ekstra oppgaver er lagt ut, se menyen ovenfor.
- 11.05: Dagens gjennomgang/repetisjon av pensum er lagt ut under Notater lenger ned.
- 05.05: Mandag 11. mai kl 12.15: Rask repetisjon av pensum, i R2.
- 02.05: Da er endelig øving 15 lagt ut. Veiledning mandag og fredag i kommende uke. Ekstratimen mandag 4. mai blir brukt til en liten demonstrasjon (Lenz' lov), samt oppgaveregning. Vi ser på oppgave 1 fra eksamen i august 2005.
- 27.04: Siste del av pensum ble forelest fredag 24.04. Onsdag 29.04. blir dermed å betrakte som "ekstratimer". Tema: Kontinuitetsligningen og Ampere-Maxwells lov. Hvis tid: Oppgaveregning.
- 20.04: Ekstratime i dag mandag 20. april: Stokes' teorem, divergensteoremet, og Maxwells ligninger på differensialform.
- 15.04: Utsatt midterm blir 7.5. kl 0915-1115 i aud R10. Pensum som til avsluttende eksamen.
- 27.03: Ekstratime mandag 30.3: Eksperiment med RC-krets.
- 13.03: Oppgavene gitt den 13. mars. (Versjon A) Fasit og kortfattet løsningsforslag (Versjon A).
- 12.03: Ekstratime mandag 16.3: Gjesteforedrag ved Krister Aanesen fra konsulentselskapet McKinsey. Tema er solteknologi og markedene for dette. Krister vil fortelle om a) hvilke faktorer som historisk har drevet etterspørsel av solkraft, b) solindustrien i finanskrisen, og c) hvilken forretningsstrategi solaktører bør velge framover. Sted og tid, som vanlig, R2 kl 14.15.
- 12.03: Onsdag 11.03. snakket jeg om magnetisme som relativistisk fenomen. Ikke pensum, men orienteringsstoff. En utvidet versjon av det jeg snakket om finner du her.
- 06.03: Ekstratime mandag 9.3: Flervalgsoppgaver fra tidligere midterms.
- 19.02: Her er litt Matlab-hjelp, for den som har behov for det:
  Matlab Tutorial 1 og Matlab Tutorial 2.
- 17.02: Onsdag 4. mars blir forelesningene flyttet fra R2 til S5 (sentralbygget).
- 12.02: Det ser dessverre ut til at jeg er belagt med andre gjøremål de neste tre mandagene. Det betyr at neste Ekstratime blir mandag 9. mars. Da er det snart midtsemesterprøve, så 9. mars bruker vi Ekstratimen til å se på noen oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver.
- 08.02: Octave-kommandoer i sammendrag.
- 07.02: Ekstratimen mandag 9.2: På oppfordring tenker jeg å bruke timen til å snakke (enda) litt mer om bruken av rekkeutviklinger når vi vurderer oppnådde svar i ulike grensetilfeller.
- 27.01: For en av studassene passer mandag 12-14 ikke så bra. Vi oppretter derfor et alternativt tidspunkt for øvingsveiledning: T. A. Bojesen vil være til stede i rom E5-103 fredager 08.15-10.00. Oppstart førstkommende fredag. Dette er et tilbud til alle, men er vel først og fremst aktuelt for studenter på MTFYMA, i og med at det er forelesning i MA1102 på dette tidspunktet.
- 23.01: Ekstratime mandag 26.01. kl 14.15 i R2: Flere eksempler på tavla. Tilnærmede uttrykk for eksakte løsninger i ulike grensetilfeller. Vi ser bl.a. på elektrisk felt på aksen til en stav med uniform positiv ladning på en halvdel og uniform negativ ladning på den andre halvdelen (dvs en dipol).
- 14.01: "Ekstratime" fredag 14.15 - 15.00 i R2 denne uka. Deretter mandag 14.15 - 15.00, i henhold til plan lenger ned på sida.
- 05.01: Første forelesning: Onsdag 14. januar kl 10:15-12:00 i auditorium R2.

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Øvingsassistenter

- Troels Arnfred Bojesen, E-post: bojesen@stud.ntnu.no
- Øyvind Harila, E-post: oyvinha@stud.ntnu.no
- Leif Amund Lie, E-post: leifamun@stud.ntnu.no
- Halvor Lund, E-post: halvorlu@stud.ntnu.no
- Eivind Rimstad, E-post: eivindri@stud.ntnu.no
- Arne Stormo, E-post: arnest@stud.ntnu.no
- Jonas Nesland Vevatne, E-post: jonasnes@stud.ntnu.no
- Erik Løkken Walter, E-post: eriklokk@stud.ntnu.no

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Referansegruppe

Fagets referansegruppe består av:
Stian Valentin Eriksen Deinoff (TFY4155), E-post: deinoff@stud.ntnu.no
Brede Velde Jensen (TFY4155), E-post: bredevel@stud.ntnu.no
Bård Sve Wallentinsen (TFY4155), E-post: wallenti@stud.ntnu.no
Lars Rikard Stavrum (FY1003, BFY), E-post: larsrika@stud.ntnu.no
Morten Utstrand (FY1003, LUR), E-post: mortenut@stud.ntnu.no
Referat fra møte mellom faglærer og referansegruppe 25. februar 2009.
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Timeplan

| Mandag | Tirsdag | Onsdag | Torsdag | Fredag
--- | --- | --- | --- | --- | ---
08.15 - 09.00 | ~ | ~ | ~ | ~ | Regneøving
09.15 - 10.00 | ~ | ~ | ~ | ~ | Regneøving
10.15 - 11.00 | ~ | ~ | Forelesning R2 | ~ | ~
11.15 - 12.00 | ~ | ~ | Forelesning R2 | ~ | ~
12.15 - 13.00 | Regneøving | ~ | ~ | ~ | ~
13.15 - 14.00 | Regneøving | ~ | ~ | ~ | ~
14.15 - 15.00 | Ekstratime R2 (**) | ~ | ~ | ~ | ~
15.15 - 16.00 | ~ | ~ | ~ | ~ | Forelesning R2

(**) Ekstratimen mandag 14.15-15.00 disse datoene: 26.01, 09.02, 09.03, 16.03, 23.03, 30.03, 20.04, 04.05.
Første forelesning: Onsdag 14. januar
Siste ordinære forelesning: Fredag 24. april
Oppsummering: Mandag 11. mai kl 12.15 i R2
Spørretime før eksamen: Fredag 29. mai kl 10.15 i R7
Auditorium R2 og R7 ligger i etasje U1 i Realfagbygget.
Grupperom for regneøvinger:
Mandag 12-14: R50, R51, R52, R53 R60, R73, R21.
Fredag 8-10: E5-103
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Ekstratimen

Datoer for ekstratimen, mandag kl 14.15 -- 15.00 (uke 3: fredag 14.15 -- 15.00, uke 18: onsdag 10.15 -- 12.00):
16.01 (fre), 26.01 (man), 09.02 (man), 09.03 (man), 16.03 (man), 23.03 (man), 30.03 (man), 20.04 (man), 29.04 (ons), 04.05 (man).
Plan for Ekstratimen:

- Fredag 16. januar: Eksempler på tavla (Coulombs lov). Flerdimensjonale integraler.
- Mandag 26. januar: Flere eksempler på tavla. Tilnærmede uttrykk for eksakte løsninger i ulike grensetilfeller. Vi ser på elektrisk felt på aksen til en stav med uniform positiv ladning på en halvdel og uniform negativ ladning på den andre halvdelen (dvs en dipol).
- Mandag 9. februar: På oppfordring tenker jeg å bruke timen til å snakke (enda) litt mer om bruken av rekkeutviklinger når vi vurderer oppnådde svar i ulike grensetilfeller.
- Mandag 16. februar: Ingen ekstratime.
- Mandag 23. februar: Ingen ekstratime.
- Mandag 2. mars: Ingen ekstratime.
- Mandag 9. mars: Ser på noen flervalgsoppgaver fra tidligere midtsemesterprøver.
- Mandag 16. mars: Gjesteforedrag ved Krister Aanesen fra konsulentselskapet McKinsey. Tema er solteknologi og markedene for dette. Krister vil fortelle om a) hvilke faktorer som historisk har drevet etterspørsel av solkraft, b) solindustrien i finanskrisen, og c) hvilken forretningsstrategi solaktører bør velge framover. Sted og tid, som vanlig, R2 kl 14.15.
- Mandag 23. mars: Vi går gjennom noen av oppgavene fra midtsemesterprøven.
- Mandag 30. mars: Eksperiment med RC-krets.
- Mandag 6. april: Påske.
- Mandag 13. april: Påske.
- Mandag 20. april: Stokes' teorem, divergensteoremet, og Maxwells ligninger på differensialform.
- Onsdag 29. april: Kontinuitetsligningen og Ampere-Maxwells lov. Hvis tid: Oppgaveregning.
- Mandag 4. mai: Demonstrasjon (Lenz' lov) og oppgaveregning (oppg 1, eksamen august 2005).

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Oppgaver i noen bøker

Forslag til oppgaver i noen av lærebøkene:

- Forslag til oppgaver i Young og Freedman (YF), 11. utgave.
- Forslag til oppgaver i Young og Freedman (YF), 12. utgave.
- Forslag til oppgaver i YF12, kap 25-30.
- Forslag til oppgaver i Lillestøl, Hunderi, Lien (LHL).
- Forslag til oppgaver i Tipler og Mosca (TM).
- Forslag til oppgaver i Fishbane (FGT).

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Laboratorium

Laboratorieøvinger utgjør en obligatorisk del av kurset.
Registrering og påmelding i lab. for TFY4155 Hjemmeside for lab i TFY4155
Registrering og påmelding i lab. for FY1003 Hjemmeside for lab i FY1003
Matlab-hjelp:
Matlab Tutorial 1 og Matlab Tutorial 2.
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Framdriftsplan

Framdriftsplan.
(Endelig versjon pr 11.05.2009.)
Kapitler og delkapitler i de to mest brukte bøkene:
Young og Freedman:
21.1-7, 22.1-5, 23.1-5, 24.1-6, 25.1-6, 26.1+2+4, 27.1-7, 28.2-8, 29.1-5, 30.1-4, 31.1+2+3+5
LHL:
19.1-11, 20.1-5, 21.1-5, 22.1-4, 23.1-7, 24.1-2, 25.1-4, 26.1-5, 27.3+5+6
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Ukentlige sammendrag

Uke 3
Uke 4 Figur som illustrerer sylinderkoordinater. Figur som illustrerer kulekoordinater.
Uke 5
Uke 6
Uke 7
Uke 8
Uke 9
Uke 10
Uke 11
Uke 12
Uke 13
Uke 14
Uke 16
Uke 17
Referanser:
YF: Young, Freedman (12th edition) LHL: Lillestøl, Hunderi,Lien FGT: Fishbane, Gasiorowicz, Thornton (3rd edition) TM: Tipler, Mosca (5th edition)
AF: Alonso, Finn DJG: Griffiths
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Notater

Oppsummering av pensum. (Gjennomgått 11.05.09.)
Litt om rekkeutviklinger.

### Notatene nedenfor er ikke pensum til eksamen 3. juni

Magnetisme som relativistisk fenomen
Kontinuitetsligningen og Ampere-Maxwells lov
Maxwells ligninger på differensialform
Elektromagnetiske bølger fra Maxwells ligninger
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Regneøvinger

Minst 10 av 15 regneøvinger må være godkjent for å få gå opp til eksamen.
Sjekk godkjente øvinger: FY1003 TFY4155
Gi beskjed til faglærer eller studass dersom du ikke er registrert.
Gruppeinndeling (tentativ):
Gruppe 1: FY1003 BFY: R60, Rettes av Leif Amund Lie, E-post: leifamun@stud.ntnu.no
Gruppe 2: FY1003 MLREAL, BMAST: R73, Rettes av Øyvind Harila, E-post: oyvinha@stud.ntnu.no
Gruppe 3: TFY4155 A - Deb: R52, R53, Rettes av Troels Arnfred Bojesen, E-post: bojesen@stud.ntnu.no
Gruppe 4: TFY4155 Dei - Gri: R50, Rettes av Arne Stormo, E-post: arnest@stud.ntnu.no
Gruppe 5: TFY4155 Grø - H: R51, Rettes av Halvor Lund, E-post: halvorlu@stud.ntnu.no
Gruppe 6: TFY4155 J - Lo: R52, R53, Rettes av Eivind Rimstad, E-post: eivindri@stud.ntnu.no
Gruppe 7: TFY4155 Ly - Rim: R52, R53, Rettes av Jonas Nesland Vevatne, E-post: jonasnes@stud.ntnu.no
Gruppe 8: TFY4155 Rin - Aa: R21, Rettes av Erik Løkken Walter, E-post: eriklokk@stud.ntnu.no
Øvingene legges ut senest onsdagen før veiledningstimene mandag.
Innleveringsfrist: Påfølgende fredag kl 12.00. (Innlevering av øvinger i boks utenfor R1.)
Løsningsforslag legges normalt ut fredag ettermiddag.

Øving | PDF | PS | Legges ut | Veiledning | Innleveringsfrist | Løsning | PDF | PS | Legges ut
--- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | ---
1 | oving1.pdf | oving1.ps | 14.01 | 19.01 | 23.01 | 1 | losning1.pdf | losning1.ps | 23.01
2 | oving2.pdf | oving2.ps | 21.01 | 26.01 | 30.01 | 2 | losning2.pdf | losning2.ps | 30.01
3 | oving3.pdf | oving3.ps | 25.01 | 02.02 | 06.02 | 3 | losning3.pdf | losning3.ps | 06.02
4 | oving4.pdf | oving4.ps | 04.02 | 09.02,13.02 | 13.02 | 4 | losning4.pdf | losning4.ps | 13.02
5 | oving5.pdf | oving5.ps | 09.02 | 16.02,20.02 | 20.02 | 5 | losning5.pdf | losning5.ps | 20.02
6 | oving6.pdf | oving6.ps | 17.02 | 23.02,27.02 | 27.02 | 6 | losning6.pdf | losning6.ps | 27.02
7 | oving7.pdf | oving7.ps | 25.02 | 02.03,06.03 | 06.03 | 7 | losning7.pdf | losning7.ps | 06.03
8 | oving8.pdf | oving8.ps | 25.02 | 09.03,13.03 | 13.03 | 8 | losning8.pdf | losning8.ps | 05.03
9 | oving9.pdf | oving9.ps | 25.02 | 09.03,13.03 | 13.03 | 9 | losning9.pdf | losning9.ps | 05.03
10 | oving10.pdf | oving10.ps | 12.03 | 16.03,20.03 | 20.03 | 10 | losning10.pdf | losning10.ps | 20.03
11 | oving11.pdf | oving11.ps | 19.03 | 23.03,27.03 | 27.03 | 11 | losning11.pdf | losning11.ps | 27.03
12 | oving12.pdf | oving12.ps | 25.03 | 30.03,03.04 | 03.04 | 12 | losning12.pdf | losning12.ps | 03.04
13 | oving13.pdf | oving13.ps | 01.04 | 20.04,24.04 | 24.04 | 13 | losning13.pdf | losning13.ps | 27.04
14 | oving14.pdf | oving14.ps | 16.04 | 24.04,27.04 | 01.05 | 14 | losning14.pdf | losning14.ps | 02.05
15 | oving15.pdf | oving15.ps | 02.05 | 04.05,08.05 | 08.05 | 15 | losning15.pdf | losning15.ps | 05.05

Grupperom for regneøvinger:
Mandag 12-14:
R21, R50, R51, R52, R53, R60, R73
Fredag 8-10: E5-103
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Ekstraoppgaver

- Ekstraoppgaver 1
- Ekstraoppgaver 2
- Ekstraoppgaver 3
- Ekstraoppgaver 4
- Ekstraoppgaver 5
- Ekstraoppgaver 6

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Midtsemesterprøve

- Pensum: Elektrostatikk. (fram til "Elektrisk strøm"). Øvingene 1 - 9 med løsningsforslag. Se også "Ukentlige sammendrag" og "Framdriftsplan".
- Dato: Fredag 13. mars kl 14:15 -- 16.15.
- Varighet: To klokketimer. Møt opp i god tid. Ekstra 20 minutter for dem som har krav på ekstratid til ordinær eksamen.
  Merk: Alle med ekstratid møter opp i auditorium S5.
- Sted: Auditoriene
  S2 (TFY4155, etternavn som begynner på A - H)
  S3 (TFY4155, etternavn som begynner på J - Aa)
  S5 (FY1003, alle; dessuten de fra TFY4155 som har krav på ekstratid)
- Type prøve: Skriftlig flervalgsprøve, 25 oppgaver, med 1 riktig svaralternativ og 3 uriktige svaralternativ for hver oppgave. Alle oppgaver vil telle like mye og SKAL besvares med ETT av de oppgitte alternativene. Riktig svar gir 1 poeng, feil svar gir 0 poeng. Avkryssing for mer enn ett alternativ eller ingen alternativ gir også 0 poeng.
  Kladdepapir vil bli delt ut men skal ikke leveres inn. Kun det ene arket med fullstendig utfylt svartabell skal leveres inn. Husk å skrive riktig studentnummer på dette arket.
- Tillatte hjelpemidler: Som til eksamen: Enkel kalkulator; Rottmann; Angell og Lian. Formelsamling på 1 side blir vedlagt oppgaveteksten.
- Vektlegging: Teller 20% på sluttkarakteren.
- Tidligere midtsemesteroppgaver (Uaktuelle oppgaver med tanke på 13.03.09: 10. oktober 2003 nr 35, 40; 17. oktober 2003 nr 2, 6, 8; 5. mars 2004 nr 32; 7. mai 2004 nr 29-40.)
- Oppgavene gitt den 13. mars: Versjon A Versjon B Versjon C Versjon D Kortfattet løsningsforslag, Versjon A Fasit A Fasit B Fasit C Fasit D
- Resultater midterm 13. mars 2009.
- Alle avgitte svar midterm 13. mars 2009.

Den som har gyldig forfall til prøven den 13. mars, får anledning til å ta en utsatt prøve senere.
Søknad om gyldig forfall på grunn av sykdom eller andre tvingende grunner må leveres med legeattest, evt annen dokumentasjon.
Utsatt midterm:
Torsdag 7. mai kl 09.15 - 11.15.
Auditorium R10 (i 5. etasje i Realfagbygget)
Pensum: det samme som til avsluttende eksamen
Som vanlig 25 flervalgsoppgaver
(Denne prøven er for dem som hadde gyldig forfall til den ordinære prøven.)
Midterm 7. mai 2009 LF til midterm 7. mai 2009 Resultater midterm 7. mai 2009.
Det er ikke et krav at både midtsemesterprøven og avsluttende eksamen skal være bestått. For å stå i faget, er det tilstrekkelig at et veiet middel av uttellingen på de to prøvene kommer opp i minimum 40%, som er nedre grense for karakteren E.
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Eksamen

Skriftlig eksamen er onsdag 3. juni kl. 09.00 til 13.00.
Spørretime før eksamen: Fredag 29. mai kl 10.15 i R7.
Bokstavkarakter beregnes ut fra total score i prosent:
0 - 39 %: F
40 - 49 %: E
50 - 59 %: D
60 - 79 %: C
80 - 89 %: B
90 - 100 %: A
Eksamensoppgavene med løsningsforslag .
Sensur, FY1003 Sensur, TFY4155.
Sensur, TFY4155, kont 3.august 2009.
Sensur, FY1003, kont 30.november 2009.
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Tidligere eksamensoppgaver

Eksamensoppgaver med løsningsforslag fra perioden 1997 til 2009.
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Formelsamling

Formelsamling som vil bli delt ut sammen med oppgaveteksten til eksamen (hele) og til midtsemesterprøven (kun elektrostatikk).
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

## Elektromagnetisme på nettet

Java "applets" i elektromagnetisme (og annen fysikk).
"Why There Must Be Magnetic Fields": Konsistens mellom Coulombs lov og relativitetsteoriens postulater nødvendiggjør magnetfeltet.
Magnet Man: "Cool Experiments with Magnets".
Videoforelesninger i Elektromagnetisme våren 2002 på MIT. (Filene spilles greit med RealPlayer, selv om lyden ble temmelig svak på min PC...)
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]

### Ansvarlig for denne siden: Jon Andreas Støvneng

#### Sist oppdatert: Mandag 21. desember 2009