Το μάθημα ειδικής υποδομής Φυσική ΙΙ έχει ως στόχο να παρουσιάσει με εύληπτο τρόπο στους σπουδαστές τις θεμελιώδες έννοιες και αρχές του ηλεκτρομαγνητισμού, και να τους βοηθήσει να εμβαθύνουν σε αυτές με μια ποικιλία εφαρμογών τόσο στα θεωρητικά μαθήματα και ασκήσεις πράξεις, όσο και στις εργαστηριακές ασκήσεις. Δίνεται έμφαση στην μεθοδολογία επίλυσης προβλημάτων χρησιμοποιώντας πρακτικά παραδείγματα, τα οποία βοηθούν τους σπουδαστές να αναπτύξουν τις βασικές δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων ηλεκτρομαγνητισμού. Οι δεξιότητες αυτές περιλαμβάνουν κυρίως την μοντελοποίηση των συγκεκριμένων προβλημάτων βασίζοντας σε ένα σχετικά μικρό αριθμό θεμελιωδών αρχών.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε
θέση :
- Να επιλύουν προβλήματα ηλεκτρομαγνητισμού, με έμφαση στην ανάλυση βασικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.
- Να λαμβάνουν μετρήσεις επί των βασικών μεγεθών όπως το ρεύμα, η αντίσταση, η τάση, η χωρητικότητα, η επαγωγή κ.α.
- Να συγκρίνουν θεωρητικά με πειραματικά δεδομένα και να κάνουν μια εκτίμηση για το σφάλμα της μέτρησης.
Το απαιτούμενο επίπεδο μαθηματικών περιλαμβάνει γνώση των πράξεων με διανύσματα, της χρήσης των μοναδιαίων διανυσμάτων, του απειροστικού λογισμού καθώς και τη γνώση βασικών διαφορικών εξισώσεων.
Α: Θεωρητική διδασκαλία
- Ηλεκτρικό φορτίο και ηλεκτρικό πεδίο
- Νόμος του Gauss
- Ηλεκτρικό δυναμικό
- Χωρητικότητα και πυκνωτές
- Ρεύμα, αντίσταση και ηλεκτρεγερτική δύναμη
- Κυκλώματα συνεχούς ρεύματος
- Μαγνητικό πεδίο και μαγνητικές δυνάμεις
- Πηγές Μαγνητικού Πεδίου
- Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
- Αυτεπαγωγή
- Εναλλασσόμενα ρεύματα
Β: Εργαστήριο
Γίνεται σειρά ασκήσεων οι οποίες καλύπτουν τα παρακάτω γνωστικά αντικείμενα
- Νόμος του Ohm. Μέτρηση της ωμικής αντίστασης
- Νόμος του Joule. Μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα
- Γραμμικοί και μη γραμμικοί αγωγοί. Χαρακτηριστική καμπύλη μιας αντίστασης
- Αυτεπαγωγή (πηνίο)
- Μετρήσεις τάσεων με παλμογράφο
- Κύκλωμα RLC. Συντονισμός.
- Ηλεκτρόλυση
- Θερμοηλεκτρικό φαινόμενο. Θερμοστοιχεία.