K-INFO
HU
EN
Login

Physics 1 Electrodynamics

Fizika 1 Elektrodinamika
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Fizika 1 Elektrodinamika
Physics 1 Electrodynamics
Subject code BMETE14AX04
Subject type
Training Level
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 2 0 0
type (linked/independent)
Assessment type vizsga
Credits 2
Subject coordinator
DR. Kály-Kullai Kristóf
position: adjunktus
Responsible department
Kémiai Fizika Csoport - Fizika Tanszék
Faculty Természettudományi Kar
Subject website http://fizipedia.bme.hu/index.php/Fizika_2i_angol_nyelven_-_Mérnök_informatikus_alapszak
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite BMETE14AX15 (Fizika 1 - Mechanika), BMETE90AX17 (Matematika A2c)
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

Programme

ELECTRIC FIELDS: Electric charges. Coulomb's law. Coulomb's constant and the dielectric constant. Electric field. Electric field of a point charge, a dipole, a group of charges, continuous charge distributions. Electric field lines.

GAUSS' LAW: Electric flux. Gauss' law. Applications for charge distributions having a large degree of symmetry. Conductors in electrostatic equilibrium.

ELECTRIC POTENTIAL: Potential energy associated with the electrostatic force. Electric potential difference (voltage) and electric potential. Equipotential surfaces. The electric potential of a point charge, a group of charges, a continuous charge distribution. Mathematical relationship between the electric field vector and the electric potential. Charged conductors in electrostatic equilibrium.

CAPACITANCE AND DIELECTRICS: Capacitance. Parallel plate capacitor, cylindrical capacitor, spherical capacitor. Parallel and series combination of capacitors. Energy stored in a charged capacitor. The electric dipole in an external electric field: torque, potential energy. Dielectrics. Atomic dipole moments and the polarization vector. Electric susceptibility, relative dielectric constant. The electric displacement vector. Boundary conditions for the electric field vector and the displacement vector. Energy density of the electric field.

CURRENT AND RESISTANCE, DIRECT CURRENT CIRCUITS: Electric current. Current density. Ohm's law. Resistivity, conductivity, resistance. Power supplied by a battery. Power dissipated in a resistor. Parallel and series combination of resistors. Kirchhoff's rules. RC circuits: charging and discharging a capacitor.

MAGNETIC FIELDS. SOURCES OF THE MAGNETIC FIELD: Magnetism. Magnetic field. Magnetic force on a moving charge. Applications: cyclotron, velocity selector. Magnetic force on a current-carrying conductor. Torque on a current loop. The magnetic dipole. The magnetic field strength. The permeability of free space. Analogy between electricity and magnetism (electricity: acts on charges, is created by charges; magnetism: acts on moving charges, is created by moving charges). The Biot-Savart law and some of its applications. Magnetic force between two parallel conductors. The paradoxical nature of the force acting on a moving charge (resolution of the paradox using special relativity). Ampere's law. Applications for a long straight wire and a solenoid. The magnetic flux. Gauss' law in magnetism. The displacement current and the general form of Ampere's law. Magnetism in matter. The magnetization vector. Ferromagnetism, paramagnetism, diamagnetism. Boundary conditions for the magnetic field and the magnetic field strength.

FARADAY'S LAW: Faraday's law of induction. Motional electromotive force: a straight conductor moving through a perpendicular magnetic field; electromotive force induced in a rotating bar. Lenz's law. Induced electromotive force and the associated nonconservative electric field. Eddy currents. Maxwell's four equations in integral and differential form. Electromagnetic waves.

INDUCTANCE: Self-induction. Self-inductance. RL circuits. Energy stored in an inductor. The energy density of the magnetic field. Mutual inductance. Oscillations in an LC circuit. The RLC series circuit.

Getting acquainted with the basic principles of Electricity and Magnetism, due to theoretical explanations and the introduction of applications. The subject gives a basis for other subjects using basic physical knowledge.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Ismeri a vegyipar és a kapcsolódó iparágak területén alkalmazott folyamatok elektrodinamikai hátterét. Ismeri a kémiai és vegyipari folyamatok elektrodinamikai elveit. Ismeri az elektromágnesség alapvető törvényeit és összefüggéseit.
Skills
Képes alkalmazni a szakterületéhez kapcsolódó fizikai modellezési módszereket. Képes az elektromágnesség alapvető törvényeinek és összefüggéseinek alkalmazására.
Attitudes
Törekszik arra, hogy önképzése a szakterületén folyamatos és szakmai céljaival megegyező legyen. Törekszik a szakterületével összefüggő új ismeretek, módszerek és eszközök elektrodinamikai hátterének megismerésére.
Autonomy and responsibility
Képes a szakterületén felmerülő kérdések és új szakmai megoldások elektrodinamikai aspektusainak értelmezésére autonóm módon.

Oktatási módszertan

·         lecture ·         consultation

Tanulástámogató anyagok

Online források
Serway: Physics for Scientists and Engineers

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
     differential and integral calculus       ordinary and partial differential equations     basic concepts of mechanics (power, work, energy, conservation laws
General rules
Requirements: a.        In the semester: 5 small tests, 1 midsemester test b.       In the examination period: written exam Re-takes: replacement tests Consultations: Before every exam, and in case of demand.  
Assessment methods
In-term assessments

No detailed assessments provided.

Weight of in-term assessments

No weights provided.

Exam-period assessments
Szóbeli vizsgaelem
Szóbeli vizsga
Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission

Not provided.

Short description

Not provided.

Detailed description
Prof. Zoltán Noszticzius, Department of Physics Dr. Nándor Bokor, Department of Physics
Recommended courses
contact hours 28 study before classes   study before tests 10 preparing homeworks   study of additional printouts   study for exam 22 sum 60
Workload to complete the subject
Description hours / term
részvétel a kontakt tanórákon 28
vizsgára készülés 32
összesen 60
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
Requirements valid until:
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty környezetmérnöki Környezetmérnöki mesterképzési szak tanterve elágazó nem