Studiehandboken 06/07 del 4 - KTH

KTH Studiehandbok 2006-2007
5A1203 Fysik, grundkurs del I
Poäng/KTH Credits 6
ECTS-poäng/ECTS Credits 9
Kursnivå/Level
A
Betygsskala/Grading, KTH 3, 4, 5
ECTS-betygsskala/Grading, ECTS
A-F
Obligatorisk för/Compulsory for
CLMFY2, F1, MAFY(CL2)
Språk/Language
Svenska / Swedish
Kurssida/Course Page
http://courses.physics.kth.se/5A1203
Physics, Basic Course I
Kursansvarig/Coordinator
Göran Grimvall,
grimvall@theophys.kth.se
Tel. 5537 8160
Kursuppläggning/Time Period 1, 2
Föreläsningar 46 h
Övningar 30 h
Lab 10 h
Kortbeskrivning
Kursen består av tre delar: termodynamik (del A), elkretsanalys (del B) och
laborationskurs (del C). Del A syftar till att ge grundläggande kunskaper om
termodynamik med speciell tonvikt på begreppet energi. Kursen kan ligga till
grunden för mer specialiserad utbildning I värmeteknik och statistisk mekanik.
Del B, elkretsanalys, syftar till att ge grundläggande färdigheter i att analysera
och konstruera elektriska kretsar för såväl likströms- som
växelströmstillämpningar. Den är också att se som en förberedelse för en mer
djuplodande kurs i elektromagnetisk fältteori som följer på hösten i årskurs 2.
Del C, laborationskursen syftar till att ge teknologerna möjligheter att bekanta
sig med enklare laborationsutrustning och dito mätmetoder.
Mål
Efter fullgjord kurs skall du
• kunna redogöra för begreppet energi och hur den kan lagras och
omvandlas mellan olika former.
• inse hur termodynamiken kan kopplas till vardagslivets erfarenheter.
• besitta kunskap om modeller som beskriver termodynamiska
tillstånd, samt inse deras begränsningar.
• vara medveten om den stora förekomsten och betydelsen av
elektriska kretsar i dagens samhälle, för såväl personligt som allmänt bruk.
• ha kännedom om de vanligaste komponenterna och kopplingarna i
elektriska kretsar.
• känna till och kunna använda metoder för analys och konstruktion av
elektriska kretsar.
• självständigt kunna behandla problem på enkla elektriska kretsar.
• ha viss kännedom om tekniska tillämpningar av elektriska kretsar.
Kursinnehåll
Termodynamik: Energiuppskattningar, ideala och icke-ideala gaser, kinetisk
gasteori, energitransport genom ledning och strålning, entalpi och entropi,
termodynamikens huvudsatser, Carnot-processen, värme- och kylmaskiner.
Fysikaliska modeller och deras giltighet, dimensionsanalytiska resonemang
och kvalitativa uppskattningar
Elkretslära: I kursen behandlas de vanligaste kretskomponenterna (resistorer,
kondensatorer, spolar) och definieras de viktigaste variablerna för att beskriva
elektriska kretsar. Analysen av elektriska kretsar är baserad på bl.a. Kirchhoffs
ström- och spänningslagar, Ohms lag samt allmänna kretsteorem och
formuleras med kretsekvationer och -ekvationssystem. Till de metoder som
genomgås hör superposition, maskanalys, nodanalys och ekvivalenta tvåpoler.
Speciellt för växelström behandlas komplexa metoden, impedans, admittans,
komplex effekt, grafiska metoder och tillämpningar på bl.a. filterkretsar.
Förkunskaper
Kunskaper i matematik och fysik motsvarande gymnasiets kurser.
Aim
The course aims to give basic
knowledge and skills within
thermodynamics and electric circuit
design. It also aims to give an
introduction to laboratory work and
measuring techniques as well as
instrumentation. Furthermore it gives a
preparation for courses in other physics.
The course consists of three parts.
Part A, thermodynamics that aims to
give knowledge of the most central areas
of thermodynamics, especially the
concept of energy, but also knowledge
of models describing thermodynamic
states and energy transport as well as the
limitations of the models.
Part B, electric circuit design, aims to
give basic knowledge of electric circuits.
It can also be regarded as an
introduction to more advanced courses
in electromagnetic field theory given in
the second year.
Part C, laboratory work, aims to give
training in the use of laboratory
equipment.
Syllabus
Part A (thermodynamics)
Estimations, ideal and non-ideal gases,
kinetic gas theory, energy transport
through conduction and radiation,
enthalpy and entropy, the first and
second laws of thermodynamics and the
Carnot process. Models of
thermodynamics and their validity, and
also the limitations of these models
Dimensional analysis.
(36 h Lectures and 14 h Tutorials)
Part B (electric circuit design)
Ohm´s and Kirchhoff´s rules, circuit
equations and systems, the complex
method and theorems.
(4 h Lectures and 20h Tutorials)
Part C (laboratory work)
Laboratory work within the fields of
thermodynamics and electric circuit
design.
(10 h Lab)
Prerequisites
Good knowledge in mathematics,
physics, and chemistry from high
school.
Requirements
One written exam in thermodynamics
(TENA; 3 p), one written exam in
electric circuits design (TENB; 2 p),
passed laboratory work (LAB1; 1 p).
2
5A Fysik