1) Elektrostaticke pole, Coloumbuv zákon, Permitivita kazde dve telesa nabite elektrickym nabojem Q na sebe pusobi vzajemnou silou. Ta je vysisle pomoci Coulombovyho zákona: Q ∗Q 1 F= ∗ 1 2 2∗ r0 4∗∗ r kde první cast soucinu je udava vlastnosti prostredi prostredi a r 0 je polohovy vektor. Cela sila je ovlivnena permitivitou, která je definovana jako F =0∗r [ , kg −1∗m−3∗s 4∗A2 ,−] . ( permitivita vakua * pomerna m permitivita prostedi). Couloumbuv zákon stejne jako vetsina zakonu elektrostatiky jsou velmi podobna zakonum gravitacniho pole. Naboj Q ma jednoku Couloumb –> 1[Q]= 1[A] * 1[s] [amper * sekunda]. 2) Zakladni veliciny elektrostatickeho pole Intenzita elektrostatickeho pole: V F E = [ , N , Q ] , Pomoci intenzity E je mozne spocitat silu F, kterou pusobi Q m elektrostaticke pole na naboj Q v danem bode. Rozlozeni velikosti intenzity E je znazornovano silocarami coz jsou spojite krivky kolme ke smeru intenzity E v danem bode. Silcary mají směr od kladneho naboje k zapornemu (nelogicky, z historickych duvodu). Vektor elektricke indukce: C F V =0∗r∗ D E [ 2 , ,−, ] , vyjadruje silu pusobici na jednotkovy naboj v m m m elektrostatickem poli, kde nepusobi pole vazanych naboju . Naboj Q:
1[Q]=1 [A]∗1 [s] [Couloumb = amper * sekunda]
3) Reseni elektrostatickych poli n
n
i =0
i=0
=Q∗ E =∑ E i a F E =∑ F i
protože vztahy pro elektrostaticke pole jsou linearni, pouziva se k pocitani s nimi princip superpozice. viz. priklady z ucebnice.
4) Potencial, el. napeti, el. pevnost Podobne jako v gravitacnim poli, mají nosice naboje svůj potencial, který je l F A definovan: , =∫ ∗dS= [ V , J ,C ] kde q je velikost jednoho naboje. Slovy q ∞ q je to sila F pusobici na jeden naboj q při premisteni naboje z nekonecna po draze l. Napeti je pak definovano jako rozdil potencialu naboje ve dvou mistech. u= 2− 1 [V, V, V] , tedy nekonecno ze vzorce vypada pokud dostadite vzorec z definice integralu a upravite. Vysledke pak vypada l l F V =∫ ∗dS=∫ E∗dS [ V , .. , , m ] . q m l l 1
1
2
2
el. pevnost je schopnost materialu udrzet si sve vlastnosti elektrickeho izolantu. Tato schopnost se se vzrustajici hodnotou el. napeti snizuje az do hodnoty, kdy dojde k tzv. prurazu. El. pevnost a zivotnost materialu ovlivnuje vlhkost, teplota a další vlivy. Takze i izolant muze vest elektricky proud, pokud dojde k urychleni jeho castic (coz se deje lavinovite) a „prorazeni“. Intenzita elektrickeho pole, potrebna k prorazeni je definovana jako: Ep = U p [ V ,V , l ] l m 5) Paralelni a seriove razeni dielektrik V pripade paralelniho razeni dielektrik je intenzita elektrostatickeho pole konstantni, ale meni se vektor elektricke indukce podle permitivity jednodlivych prostredi. takze plati vztah D =0∗r∗ E . V pripade serioaveho razeni dielektrik je to opacne – vektor elektricke indukce elektrostativkeho ple je konstantni, a meni se intenzita elektrickeho pole podle permitivity jednodlivych prostredi. ∗ takze plati vztah E = 0 r . D 6) Energie elektrostatickeho pole, vyuziti elektrostatiky v praxi l l F V =∫ ∗dS=∫ E∗dS [V , .. , , m ] q m l l Stejne jako v gravitacnim poli, energie při preneseni naboje v elektrostatickem poli po uzavrene draze (z bodu A nekudy do bodu A) je nulova. Vzhledem k tomu ze napeti je dano rozdilem potencialu elemtntarniho naboje muzem uricit energii. 1
1
2
2
7) Razeni zroju stejnosmerneho napeti, Ohmuv zákon ve vektor., Kirchhoffovi zakony U seriove zapojenych zdroju se scita jejich napeti. U paralelnich kombinaci jejich proud. Ohmuva zákon v diferencialnim (vektorovem tvaru): , kde γ je merna vodivost vodice. říká ze prochazi-li vodicem s J =∗E
vodivosti γ proud, vznika na nem elektricke pole o intenzite
= J Vm. E
Prvni kirchhofuv zákon říká, ze soucet proudu v kazdem uzlu obvodu je roven 0. Druhy říká, ze soucet napeti v kazde uzavrene smycce obvodu je roven 0. 8) Vnitrni napeti zdroje, Svorkove napeti elektrickeho obvodu, Zatezovaci primka Idealni zdroj napeti dodava obvodu konstatni napeti, bez zavislosti na odebiranem proudu. Avsak v praxi tomu, tak nemuze byt, ptotoze každý zdroj napeti ma také vnitrni odpor Rv (zapojuje se do serie s idealnim zdorjem), který zpusobuje pokles napeti, při vyssich porudech jdoucich do zateze Rz. To je dano vztahem U sv =R z∗I =U 0−I∗R v , který lze vycist takze ze schematu zdroje napeti. Grafu zavislosti svorkoveho napeti I=f(Usv) se říká zatezovaci charakteristika (primka). Uo vyjadruje beh zdoje bez zateze (bod M) a naopak Ik beh zroje nakratko (bod N). Vsechny ostatní stavy jsou udany zatezovaci primkou mez body M a N. 9) Reseni stejnosmernych elektrickych obvodu odpor, tranfigurace hnezda/trojuhelnik.... 10) Urceni prurezu vodice stejnosmerneho vedeni elektrickeho proudu l Odpor elektrickeho vodice je dan R=∗ , kde je merna vodivost S materialu, l je delka a S prurez vodice. je prevracenna hodnota merne vodivosti materialu . U vetsiny materialu ma na merny odpor ma vliv také teplota. Cim vissi teplota tim nizsi merny odpor, proto je nutne volit spravny prurez materialu aby nedochazelo k prehrati. při teplotach kolem 0stp kelvina se vodice nachazeji ve stavu který se blizi supravodivost (zadny merny odpor). 11) Zakladni veliciny a vlastnosi magnetickeho pole podobne jako elektrostaticke pole je magneticke pole charakterizovano intenzitou mangentickeho pole pole a indukci. Magneticka indukce B [H] je primo umerna intenzite magnetickeho pole H [A/m]. B =0∗r∗H Magneticky tok [Wb] 12) zákon celkoveho proudu (Biot-Savartuv zákon) I∗ds dH = K∗ 2 sin , Intenzita pole dH vytvorena elementem r proudovodice v bode A, který nelezi na vodici. K je konstanta
udana soustavou jednotek, ds je element delky proudovodice, alfa uhel mezi ds a spojnici r s bodem A. Pomoci Biot-savartova zakone lze spocitat intentizu magnetickeho pole v okoli vodice 13) Silove ucinky magnetickeho pole, Amperuv zákon, definice jednotky amper, permeabilita vakua. F m=B∗l∗I ∗sin , kde B je intenzina magnetickeho pole, l je delka primeho vodice, I je proud protekajci vodicem a je uhel který svira vodic a s vektorem magneticke indukce B .
Amper: pusobili mezi dvema vodici vzdalenymi od sebe 1m ve vakuu sila 2*10^7N, obema vodici proteka proud 1A. 14) Rozdeleni latek v magnetismu, hysterezni smycka
• • •
Diamagneticke po vlozeni do magnetickeho pole mirne snizuji jeho indukci Paramagneticke po vlozeni do mag. pole mirne zvysuji jeho indukci Feromagneticke po vlozeni do mag pole jeho indukci silne zvysuji. Permeabilita je zavisla na intenzite pole (tim také na budicim proudu).
magneticky mekke - uzka histerezni smycka magneticky tvrde materialy – siroka histerezni smycka Objem plochy histerezni smycky predstavuje energii, potrebnou k jednomu cyklu pre-magnetizovani materialu.
15) Reseni elektromagnetickych obvodu, Hopkinsuv zákon Seriova a paralelni kombinace reluktanci (magneticky odpor) se resi podobne jako seriove a paralelni zapojeni odporu. Hopkinsuv zákon: vyjadruje vztah mezi magnetickym tokem Φ, magnetickym (magnetomotorickym) napetim a magnetickym odporem R (nebo vodivosti G). Um =U m∗G m Podobne jako ohmuv zákon: = Rm 16) Elektromagneticka indukce, Lenzovo pravidlo
17) vlastní a vzajemna indukcnost vlastní indukcnost: protekali zavitem proud I vyvola v okoli magneticke ole o intenzite H a induktanci B. Magneticky tok Φ protekajci plochou zavitu je primo umerny proudu I a plati: =L∗I , kde L je konstanta umernosti mezi magnetickym tokem Φ a proudem I = vlastní indukcnost zavitu. Vlastni indukcnost
cele civky bez jadra je pak L*n, kde n je počet zavitu. S jadrem je to slozitejsi :-) vzajemna indukcnost: M =G m12∗N 1∗N 2 , vyjadruje prenos mezi dvema civkami.
18) Energie elektromagnetickeho pole, pritazliva sila elektromagnetu, Vyuziti elektromagnetismu v praxi 19) Prechodove deje ve stejnosmernych obvodech, konstatny obvodu, casova konstanta obvodu je to co se v obvodu deje, ve chvili zmene napeti/proudu. neboť v realnem obvodu se tato změna nestane hned, ale ma taky nejaky prubeh. L [ s , V∗A−1 s , V ∗A−1 ] C konstany obvodu jsou R, L, C casova konstanta =
20) Prechodovy dej v seriovem R-C, R-L, R-L-C obvodu, Vznik a zanik proudu omg, diferencialni rovnice prvniho radu :-D 21) Druhy hodnot a druhy vykonu jednofazoveho stridaveho proudu Cinny P , Jalovy Q , Zdanlivy S S= P 2∗Q2 [VA , W ,VAR ] ucinik cos=
P P = S UI
(fi se pouziva male)
22) Sybolicko komplexni metoda reseni stridavych obvodu el. proudu 23) fazorove diragramy jednofaz. stridavych el. obvodu s idealnimy prvky RLC 24) seriova a paralelni rezonance, rezonancni krivka
25) zapojeni trojfazove soustavy do hvezdy a do trojuhelnika 26) druhy vykonu trojfazove soustavy stridaveho proudu
