Elektricitet i magnetizam
ECTS: 8 · Semestar: 2 · Ukupna satnica: 105 h
Opis kolegija
Električni naboj i raspodjele, izolatori, vodiči, Coulombov zakon, električno polje (točkastog naboja, silnice), tok električnog polja Gaussov zakon, električno polje točkastog naboja, naelektriziranog pravca, ravnine i šuplje kugle Električni potencijal, rad sile električnog polja, potencijal raspodijeljenog naboja, ekvipotencijalne plohe, gradijent potencijala, energija električnog polja Potencijal naelektrizirane šuplje kugle, pravca i paralelnih ravnina, električni dipol (potencijal, električno polje, moment),vodič u električnom polju, električna indukcija (Maxwellove dvoploče), raspodjela naboja na površini vodiča i metoda zrcaljenja Dielektrici u električnom polju (polarizacija, vektor električne polarizacije, vezani i pomaknuti naboj, poopćeni Gaussov zakon, vektor pomaka), karakteristična svojstva dielektrika, električno polje na granici dvaju dielektrika, električni kapacitet, kondenzator (višeslojni pločasti, kuglasti, cilindrični), energija naelektriziranog kondenzatora Gibanje naboja u vodiču (električna struja: jakost, smjer, gustoća), električni otpor vodiča, Ohmov zakon u elementarnom obliku, zavisnost otpora o temperaturi Magnetsko polje, sile između naboja u gibanju, magnetska indukcija, Biot-Savartov zakon, Ampereov kružni zakon, magnetska indukcija: konačnog i vrlo dugačkog ravnog vodiča, na osi kružnog zavoja, solenoida, torusnog svitka Zakon o konzervaciji magnetskog toka (magnetski tok, princip neprekinutosti magnetskih silnica, ulančani magnetski tok), sile u magnetskom polju (gibanje naboja u homogenom magnetskom polju, Hallov efekt, sila na vodič protjecan strujom u magnetskom polju, sila između dva ravna paralelna i duga strujna vodiča, moment magnetskih sila), rad magnetskih sila Magnetska svojstva materijala, Ampereove elementarne struje, poopćeni Ampereov kružni zakon, vektor jakosti magnetskog polja, krivulje magnetiziranja,uvjeti na granici dvaju magnetskih materijala Magnetski krug (jednostavni i složeni) i njegovi elementi, osnovni zakoni, permanentni magnet Elektromagnetska indukcija (u metalnom štapu koji se giba, u metalnoj konturi u gibanju), Faraday-Lenzov zakon, Maxwellove jednadžbe, princip generiranja sinusne EMS i vrtložne struje Samoindukcija, međuindukcija, energija i sile u magnetskom polju (energija induktivnog svitka, raspodjela energije u magnetskom polju, gubici u željezu zbog histereze, energija induktivno vezanih svitaka) Mreže izmjenične struje s međuinduktivnim vezama, energija magnetskog polja dvaju međuinduktivno vezanih svitaka, spojevi i nadomjesne sheme međuinduktivno vezanih svitaka Proračun linearnih mreža s međuinduktivnim vezama Transformator s jezgrom od izolatora (shema, transformatorske jednadžbe, ulazna impedancija), realni i idealni transformator
Ishodi učenja
- povezati pojmove (električno polje, električni potencijal, energija električnog polja i pojam vodiča u elektrostatskom polju) te zakone vezane uz elektricitet (Coulombov i Gaussov zakon)
- analizirati pojmove vezane uz dielektrike u elektrostatoskom polju, električni kapacitet i kondenzatore
- generalizirati / uopćavati pojmove vezane uz gibanje naboja u vodiču, električni otpor te izvore električne energije, prvi Kirchhoffov zakon, princip neprekinutosti struje i pomačne struje
- formulirati pojmove i zakone vezane uz magnetsko polje: Biot-Savartov zakon, Amperov kružni zakon, zakon o konzervaciji magnetskog toka, sila u magnetskom polju, rad magnetskih sila, magnetska svojstva materijala i magnetski krug
- klasificirati pojmove vezane uz elektromagnetsku indukciju, Faraday-Lenzov zakon, Maxwellove jednadžbe, samoindukciju, međuindukciju, energiju i sile u magnetskom polju
- povezati pojavu međuindukcije u linearnim mrežama i raznim oblicima transformatora s proračunom linearnih mreža izmjenične struje te prikladnim nadomjesnim shemama
Literatura
Obavezna literatura
- B. Kuzmanović, Osnove elektrotehnike I, Element, Zagreb, 2018.
B. Kuzmanović, Osnove elektrotehnike II, Element, Zagreb, 2011.
Branislav Kuzmanović: Osnove elektrotehnike I, Zbirka zadataka i pitanja, Element, Zagreb, 2018.
V. Pinter, Osnove elektrotehnike I, Tehnička knjiga, Zagreb, 1994.
Alternativna/dopunska:
Mandić: Osnove elektrotehnike 1, Bilješke s predavanja (PowerPoint format)
E. Šehović, M. Tkalić, I. Felja, Osnove elektrotehnike – zbirka primjera, Školska knjiga, Zagreb, 1989.