Výskum

osnova predmetu (Elektrina a magnetizmus pre FEIT)

Elektrostatické pole vo vákuu - elektrický náboj, jednotka, zákon zachovania náboja, elementárny náboj. Coulombov zákon, orientácia síl. Objemová, plošná a dĺžková hustota náboja. Intenzita poľa, jednotka, rozmer, intenzita v radiálnom poli, superpozícia, superpozícia v prípade spojite rozloženého náboja. Znázornenie el. poľa pomocou siločiar, charakteristika siločiary.

Tok vektora intenzity el. poľa, Gaussov zákon. Vlastnosti poľa vyplývajúce z G.z. Intenzita el. poľa v okolí nabitej priamky a roviny. Práca síl v el. poli, konzervatívne pole. Potenciál, ekvipotenciálna hladina, potenciál v okolí bodového náboja. Vlastnosti elektrostatického poľa vodivého telesa. Napätie, súvis intenzity s potenciálom.

Kapacita vodiča, rozmer, jednotka, vlastná kapacita, kapacita guľového vodiča, vzájomná kapacita vodičov, kapacita doskového a valcového kondenzátora. Sériové a paralelné zapojenie kondenzátorov, energia sústavy vodičov.

Elektrostatické pole v dielektrikách - dielektrikum, polarizácia dielektrika, dipól, el. dipólový moment, vektor polarizácie. Nepolárne a polárne dielektriká, elektrónová a orientačná polarizácia. Gaussov zákon, vektor indukcie el. poľa.

Elektrický prúd - ustálený elektrický prúd, objemová prúdová hustota (mikroskopická a makroskopická definícia). Rovnica spojitosti el. prúdu. Odpor, vodivosť, jednotky, merný odpor, merná vodivosť. Ohmov zákon v integrálnom a diferenciálnom tvare. Odpor ako funkcia rozmerov a teploty. 1. a 2. Kirchhoffov zákon. Zdroj elektromotorického napätia, vnútorný odpor. Sériové a paralelné spájanie rezistorov.

Magnetické pole - sila pôsobiaca na pohyblivý náboj v mg. poli, Lorentzova sila. Vektor magnetickej indukcie, jednotka. Prúdovodič v mg. poli, Ampérova sila, moment sily na závit. Biot-Savartov zákon. Zvláštne prípady výpočtu B a) v strede kruhového závitu b) na osi závitu c) v okolí nekonečne dlhého priameho vodiča.

Ampérov zákon, aplikácie Ampérovho zákona. Magnetický indukčný tok, magnetické indukčné čiary. Gaussov zákon pre mg. indukciu. Mg. pole v látkovom prostredí (mikro- aj makroskopická teória), látky v mg. poli, feromagnetické látky, mg. hysteréza.

Elektromagnetická indukcia - Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie. Vzájomná indukčnosť. Lenzov zákon. Vírivé prúdy. Striedavé napätie, prúd, výkon, efektívna hodnota, generátory.

Elektromagnetické pole - Maxwellove rovnice v integrálnom tvare. Vlnová rovnica pre mechanickú vlnu. Vlnová rovnica pre E a B. Rovinná elektromagnetická vlna, šírenie elmag. vlny. Elektromagnetické spektrum.

Optika - viditeľné spektrum elmag. žiarenia. Poyntigov vektor. Základné zákony geometrickej optiky. Fermatov princíp, Snellov zákon. Kritický uhol, totálny odraz, vedenie svetla vo vláknach. Ohyb svetla na mriežke.

Kvantová fyzika - fotón, základné vzťahy pre energiu a hybnosť, Planckova konštanta. Fotoelektrický jav, určenie konštanty h.

cvičenia:

1. Pre absolvovanie cvičení je potrebné mať úplnú dochádzku.
2. Hodnotenie cvičení je dané súčtom bodov z písomných testov a bodov z laboratórnych cvičení. Testy budú organizované súčasne pre všetky krúžky EF v dohodnutý termín. Dĺžka testu bude 50 min. Termíny a miesto testov bude oznámené na tomto mieste.
3. Bodové hodnotenie cvičení musí byť uzavreté v poslednom dni semestra.
4. Na cvičeniach je možné získať max. 30b.
doporučené príklady

skúšky:

Písomná práca na skúške zodpovedá 70% finálneho hodnotenia, 30% tvorí počet bodov získaných na semestrálnych testoch z príkladov a laboratórnych cvičení. Výsledná známka je prepočítaná zo získaných bodov podľa všeobecne platných kritérií.
otázky ku skúške 2022/23
príklady ku skúške
otázky ku skúške prof. Bury

Prihlasovanie na skúšku na intranete: vzdelávanie.uniza.sk.

materiály k prednáškam:

... elektrostatické pole vo vákuu
... elektrostat. pole v dielektrikách
... elektrický prúd
... magnetické pole
... elekromagnetická indukcia
... elektromagnetické pole
... optika
... kvantová fyzika

Aktualizované 12. december 2022.

prof. Ing. Dušan Pudiš, PhD.
Katedra fyziky
Fakulta elektrotechniky a informačných technológií
Žilinská univerzita
Univerzitná 1
010 26 Žilina