UFPA112 Základy elektřiny a magnetismu

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2013
Rozsah
3/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Posluchači budou seznámeni s fyzikálními základy elektřiny a magnetismu. Obsah Elektrostatika. Coulombův zákon; základní jevy v elektrostatice; intenzita a potenciál elektrostatického pole; základní zákony v elektrostatice; kondensátor a jeho kapacita; energie elektrostatického pole; dielektrika, elektrostatická indukce, pole na rozhraní dvou dielektrik, reálná dielektrika. Přenos elektrického náboje.Elektrická vodivost ve vodičích, polovodičích a elektrolytech. Ohmův zákon. Zdroj napětí a proudu. Práce a výkon el. proudu, tepelné účinky el. proudu, Jaoulovo teplo. Kirchhofovy zákony. Magnetizmus. Výklad magnetizmu, magnetické pole a jeho základní charakteristiky. Stacionární magnetické pole, magnetické pole kolem vodiče, Ampérův zákon, elektromagnet. Vodič v magnetickém poli. Magnetická indukce, částice s el. nábojem v magnetickém poli. Magnetický tok, indukčnost, vliv prostředí na magnetické pole, magnetické vlastnosti látek, magnetická hystereze - hysterezní smyčka. Magnetický obvod, magnetické napětí, magnetický odpor, magnetický tok, Hopkinsonův zákon. Nestacionární magnetické pole, elektromagnetická indukce, pohybující se vodič v magnetickém poli, vlastní indukce, energie magnetického pole, cívky, Lencův zákon. Úloha jádra v magnetickém obvodu. Geomagnetismus. Střídavý proud. Vznik a základní pojmy z teorie střídavého proudu, jednoduché obvody střídavého proudu, pasivní dvojpóly v obvodu střídavého proudu, RLC v obvodech střídavého proudu, induktance, kapacitance, impedance, symbolicko-komplexní metoda, fázory. Rezonance a činitel jakosti. Neharmonické průběhy. Maxwellovy rovnice. Matematické zobecnění Faradayovy teorie elektrického a magnetické pole do Maxwellovy jednotná teorie elektrického a magnetického pole. Důsledky Maxwellovy teorie. Elektro-slabá teorie.
Osnova
  • Elektrostatika. Coulombův zákon; základní jevy v elektrostatice; intenzita a potenciál elektrostatického pole; základní zákony v elektrostatice; kondenzátor a jeho kapacita; energie elektrostatického pole; dielektrika, elektrostatická indukce, pole na rozhraní dvou dielektrik, reálná dielektrika.
    Přenos elektrického náboje. Elektrická vodivost ve vodičích, polovodičích a elektrolytech. Ohmův zákon. Zdroj napětí a proudu. Práce a výkon el. proudu, tepelné účinky el. proudu, Joulovo teplo. Kirchhofovy zákony.
    Magnetismus. Výklad magnetismu, magnetické pole a jeho základní charakteristiky. Stacionární magnetické pole, magnetické pole kolem vodiče, Ampérův zákon, elektromagnet. Vodič v magnetickém poli. Magnetická indukce, částice
    s el. nábojem v magnetickém poli. Magnetický tok, indukčnost, vliv prostředí na magnetické pole, magnetické vlastnosti látek, magnetická hystereze - hysterezní smyčka. Magnetický obvod, magnetické napětí, magnetický odpor, magnetický tok, Hopkinsonův zákon. Nestacionární magnetické pole, elektromagnetická indukce, pohybující se vodič v magnetickém poli, vlastní indukce, energie magnetického pole, cívky, Lencův zákon. Úloha jádra v magnetickém obvodu. Geomagnetismus.
    Střídavý proud. Vznik a základní pojmy z teorie střídavého proudu, jednoduché obvody střídavého proudu, pasivní dvojpóly v obvodu střídavého proudu, RLC v obvodech střídavého proudu, induktance, kapacitance, impedance, symbolicko-komplexní metoda, fázory. Rezonance a činitel jakosti. Neharmonické průběhy.
    Maxwellovy rovnice. Matematické zobecnění Faradayovy teorie elektrického a magnetické pole do Maxwellovy jednotná teorie elektrického a magnetického pole. Důsledky Maxwellovy teorie. Elektro-slabá teorie.
Literatura
    doporučená literatura
  • Sedlák B., Štoll I. Elektřina a magnetismus. Academia a Univerzita Karlova, 1993. info
  • Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M. Feynmanove přednášky z fyziky. ALFA, Bratislava, 1990. info
  • Krupka F., Kalivoda L. Fyzika. SNTL, Praha, 1989. info
  • Kvasnica J. Matematický aparát fyziky. Academia, Praha, 1989. info
  • Krempaský J. Fyzika. SNTL ALFA, Praha-Bratislava, 1988. info
  • Čičmanec P. Elektřina a magnetizmus. ALFA, Bratislava, 1980. info
  • Fuka J., Havelka B. Elektřina a magnetismus. SPN, Praha, 1979. info
  • Haňka Z. Teorie elektromagnetického pole. TKI, SNTL, Praha, 1975. info
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 1994, léto 1995, léto 1996, léto 1997, léto 1998, léto 1999, léto 2000, léto 2001, léto 2002, léto 2003, léto 2004, léto 2005, léto 2006, léto 2007, léto 2008, léto 2009, léto 2010, léto 2011, léto 2012, léto 2014, léto 2015, léto 2016, léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023.