Ηλεκτρομαγνητισμός I

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος
Στόχος του μαθήματος είναι οι φοιτητές να κατανοήσουν
(α) Τις βασικές έννοιες και τους νόμους που διέπουν τα φαινόμενα του στατικού ηλεκτρισμού και μαγνητισμού,τις αναλογίες και τις διαφορές που παρουσιάζουν καθώς και και τα κλασσικά πειράματα που τους ανέδειξαν.
(β) Τις βασικές έννοιες και τους νόμους που διέπουν τα φαινόμενα του δυναμικού ηλεκτρισμού και τα κλασσικά πειράματα που τους ανέδειξαν.
(γ) Τις βασικές έννοιες και τους νόμους που διέπουν τα φαινόμενα του ηλεκτρομαγνητισμού και τα κλασσικά πειράματα που τους ανέδειξαν.
(δ) Τις πρακτικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή και την βιομηχανία των ηλεκτροστατικών, μαγνητοστατικών και ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων.

Δεξιότητες
Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες
1. Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών εννοιών, και νόμων που σχετίζονται με τα φαινόμενα του στατικού ηλεκτρισμού και μαγνητισμού και του ηλεκτρομαγνητισμού.
2. Ικανότητα ερμηνείας φαινομένων της καθημερινής ζωής που σχετίζονται με τον στατικό ηλεκτρισμό και μαγνητισμό και τον ηλεκτρομαγνητισμό.
3. Ικανότητα επίλυσης σύνθετων προβλημάτων, είτε καθαρά θεωρητικών είτε αναδυόμενων από την καθημερινή εμπειρία.
4. Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική του ανάπτυξη.

Προαπαιτήσεις
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Απαιτούνται όμως βασικές γνώσεις Μηχανικής, Ολοκληρωτικού Λογισμού και Διανυσματικής Ανάλυσης

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος
– H Ηλεκτρική αλληλεπίδραση: Ιστορική αναδρομή – Ηλεκτρικό φορτίο / Ιδιότητες ηλεκτρικού φορτίου – Πυκνότητες φορτίου – Νόμος του Coulomb
– To Στατικό Ηλεκτρικό πεδίο στο κενό : Διανυσματική περιγραφή (Ένταση , Ροή του Ηλεκτρικού Πεδίου και Νόμος του Gauss) – Βαθμωτή περιγραφή (Δυναμικό και Διαφορά Δυναμικού) – – Οριακές συνθήκες για την Ένταση και το Δυναμικό – Ενέργεια του ηλεκτροστατικού πεδίου – Ηλεκτρικά Δίπολα – Κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε στατικά ηλεκτρικά πεδία και εφαρμογές
– Αγωγοί σε ηλεκτροστατική ισορροπία : Απομονωμένοι αγωγοί (γενικές ιδιότητες και χωρητικότητα) – Αγωγοί σε εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο – Πυκνωτές και συνδεσμολογίες πυκνωτών
– Διηλεκτρικά: Γενικές Ιδιότητες- Διηλεκτριικά σε εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο / Πόλωση – Νόμος του Gauss παρουσία πολωμένων διηλεκτρικών -Πυκνωτές με διηλεκτρικά
– Αγωγιμότητα : Η έννοια του ηλεκτρικού ρεύματος – Αγωγιμότητα στα στερεά – Αντίσταση και νόμος του Ohm – Συνδεσμολογία αντιστάσεων – Αποτελέσματα ηλεκτρικού ρεύματος και εφαρμογές
– Ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ) και κυκλώματα συνεχούς ρεύματος: Κυκλώματα μιας ΗΕΔ – Σύνθετα κυκλώματα και κανόνες Kirchhoff – Χρονοκυκλώματα RC
– Η Μαγνητική αλληλεπίδραση και οι πηγές της: Ιστορική αναδρομή – Φυσικοί μαγνήτες – Ηλεκτρικό ρεύμα και μαγνητική αλληλεπίδραση
– Το Στατικό Μαγνητικό πεδίο στο κενό : Μαγνητική Επαγωγή – Νόμοι Biot / Savart και Αmpere – Ροή του Μαγνητικού Πεδίου – Νόμος του Gauss στον Μαγνητισμό – Ενέργεια του μαγνητοστατικού πεδίου – Μαγνητικά Δίπολα – Κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε ομογενή στατικά μαγνητικά πεδία και εφαρμογές – Το μαγνητικό πεδίο της Γής
– Μαγνητικά πεδία στην Ύλη: Παραμαγνητισμός – Σιδηρομαγνητισμός – Διαμαγνητισμός
– Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή: Βασικές εκδηλώσεις του φαινομένου – Νόμος του Faraday και κανόνας του Lenz
– Αυτεπαγωγή και Αμοιβαία Επαγωγή: Βασικές έννοιες – Κύκλωμα RL – Ηλεκτρικές ταλαντώσεις
– Εναλλασσόμενα ρεύματα : Γενικά χαρακτηριστικά – Κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος – Μετασχηματιστές
– Ηλεκτρομαγνητισμός : Εξισώσεις Maxwell και Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης
Τελική εξέταση σε όλη την ύλη

Γλώσσα διδασκαλίας
Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην Αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.