Obecná fyzika II (Elektřina a magnetismus) (FSI-TF2)

Akademický rok 1999/2000
Garant: RNDr. Luděk Bočánek, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je seznámit studenty s elektromagnetickou interakcí a
významem této interakce pro pochopení dějů ve vakuu i v látkách.
Pochopit vzájemnou souvislost elektrického a magnetického pole, význam
Maxwellových rovnic a vybudovat souvislost elektromagnetismu s optikou.
Úkolem kurzu v aplikační oblasti je vytvořit základy pro elektrotechniku
a polovodičovou techniku.
Výstupy studia a kompetence:
Kurz vede studenty ke znalosti výpočtu intenzity a potenciálu
elektrických polí z rozložení nábojů, k výpočtu magnetických polí
z rozložení proudů a ke znalosti chování nábojů, elektrických a
magnetických dipólů v polích. Studenti se naučí řešit stacionární a
kvazistacionární obvody i pomocí symboliky komplexních čísel. Získají
znalosti o principech měření základních elektrických veličin.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Obecná fyzika II je součástí základního kurzu fyziky a je v něm podán
výklad klasického elektromagnetismu. Vychází z coulombovské interakce,
na které buduje popis elektrostatického pole. Výklad magnetismu,
elektromagnetické indukce a časově proměnných polí je veden od popisu
základních experimentů k formulaci Maxwellových rovnic a z nich pak
k popisu elektromagnetické vlny ve vakuu. Pole stacionárního a kvazista-
cionárního proudu ve vodiči je aplikováno v obvodech, pro jejichž řešení
jsou formulovány Kirchhoffovy zákony. Vlastnosti vodičů, dielektrik
a magnetik jsou popisovány tak, aby výklad vedl k pochopení jevů, veličin
a materiálových konstant. Rozsah přednášky je v rámci běžných vysoko-
školských učebnic základního kurzu fyziky.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
1. Účast ve cvičení minimálně 80%. Při nedodržení této podmínky
může vyučující stanovit náhradní podmínku.
2. Získání minimálně poloviny z maximálního počtu bodů na
písemné kontrolní práci konané v sedmém týdnu výuky.
3. Odevzdání padesáti správně vyřešených příkladů zadaných
v prvním cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základní zákony elektrostatiky. Intenzita elektrického pole.
2. Působení elektrického pole na bodový náboj a na elektrický dipól.
3. Gaussův zákon a jeho použití pro výpočet elektrické intenzity.
4. Elektrický potenciál. Elektrostatická potenciální energie.
5. Kapacita. Výpočet kapacity. Elektrické pole v dielektriku.
6. Proud a odpor. Ohmův zákon. Vedení proudu v látkách.
7. Elektromotorické napětí. Kirchhoffovy zákony. Přechodné děje.
8. Magnetické pole. Lorentzova síla; příklady jejího využití.
9. Ampérův zákon. Biotův-Savartův zákon.
10.Faradayův indukční zákon. Vlastní a vzájemná indukčnost.
11.Energie magnetického pole. Elektrický kmitavý obvod.
12.Posuvný proud. Maxwellovy rovnice. Elektromagnetické vlnění.
13.Magnetické vlastnosti látek.
14.Střídavé proudy.
15. Základní polovodičové součástky.
    Cvičení odborného základu V každém cvičení se probírá a procvičuje látka ke čtyřem až pěti
úlohám z padsáti zadaných k zápočtu podle literatury [2]. Obsah úloh
částečně odpovídá současně přednášené látce.
Literatura - základní:
1. HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: Fyzika. VUTIUM, Brno 2001
2. SEDLÁK, B. - ŠTOLL, I.: Elektřina a magnetismus, Academia Praha, Vyd. Karolinum,1993
Literatura - doporučená:
2. SEDLÁK, B. - ŠTOLL, I.: Elektřina a magnetismus, Academia Praha, Vyd. Karolinum,1993
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z