Elektromagnetska polja
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.
Predavanja
Laboratorijske vježbe
Opis predmeta
Osnovne teme su: Lorentzova sila, jakost električnog polja, gustoća magnetskog tijeka. Izvori polja: naboji i struje. Naboji u mirovanju: Coulombov zakon, Gaussov zakon, energija i potencijal u električnom polju. Dielektrici, vodiči, kapacitet. Naboji u jednolikom gibanju: Ohmov zakon, otpor; Biot-Savartov zakon, Ampereov kružni zakon, magnetski materijali, energija u magnetskom polju, induktiviteti, magnetski krugovi. Vremenski promjenjiva polja, Faradayev zakon, sinusno promjenjiva polja. Struje pomaka, Maxwellove jednadžbe, elektromagnetski valovi.
Studijski programi
Sveučilišni preddiplomski
(5. semestar)Ishodi učenja
- Objasniti osnovne zakone elektromagnetizma (Coulombov, Gaussov, Biot-Savartov, Faradayev zakon)
- Primijeniti temeljne zakone elektromagnetizma na rješavanje problema iz elektromagnetskih polja
- Klasificirati probleme elektromagnetizma na statičke električne, magnetske i strujne, te dinamičke probleme
- Prepoznati prednosti primjene numeričkog pristupa rješavanju problema iz elektromagnetizma
- Primijeniti proračune elektromagnetskih polja, induktiviteta i kapaciteta pri rješavanju praktičnih problema
- Opisati temeljna načela elektromehaničke pretvorbe energije
- Objasniti odnos između elektromagnetskog polja i elemenata krugova
- Analizirati prijenos i pohranu energije u elektromagnetskom polju
Oblici nastave
Predavanja
sudjelovanje u predavanjima
Samostalni zadacipripreme za laboratorijske vježbe, domaće zadaće
LaboratorijRad u laboratoriju
Mentorski radkonzultacije s nastavnicima
Način ocjenjivanja
Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
Laboratorijske vježbe | 0 % | 10 % | 0 % | 10 % | ||
Kratke provjere znanja | 0 % | 6 % | 0 % | 6 % | ||
Međuispit: Pismeni | 0 % | 30 % | 0 % | |||
Završni ispit: Pismeni | 0 % | 30 % | ||||
Završni ispit: Usmeni | 24 % | |||||
Ispit: Pismeni | 24 % | 60 % | ||||
Ispit: Usmeni | 24 % |
Tjedni plan nastave
- Lorentzova sila, Jakost električnog polja i magnetska indukcija, gibanje nabijenih čestica u električnom i magnetskom polju, makroskopski pristup, izvori elektromagnetskog polja, jednadžba kontinuiteta.
- Coulombov zakon, jakost električnog polja točkastog naboja, električni dipol, električno polje kontinuiranih raspodjela naboja, Gaussov zakon za električno polje.
- Biot-Savartov zakon, gustoća magnetskog toka strujnog elementa, gustoća magnetskog toka zadanih struja, magnetski dipol, Gaussov zakon za magnetsko polje, Ampèreov kružni zakon
- Faradayev zakon i definicija napona, elektromagnetska indukcija u petljama u mirovanju, elektromagnetska indukcija u petljama u gibanju, ovisnost napona o putu integracije
- Materijali u električnom i magnetskom polju, vodiči, izolatori, primjene Gaussovog zakona za električna polja, magnetski materijali, primjene Ampèreovog kružnog zakona
- Struja pomaka i Maxwellove jednadžbe, uvjeti na granici dva materijala, energija i snaga u elektromagnetskim poljima, Poyntingov teorem, vremenski sinusno promjenjiva polja
- Statičko električno polje, jednadžbe polja i skalarni električni potencijal, skalarni električni potencijal kontinuiranih raspodjela naboja, energije, sile i kapacitet, proračun kapaciteta kondenzatora
- Međuispit
- Naboji u jednolikom gibanju, statičko strujno polje, statičko magnetsko polje, vektorski magnetski potencijal, energija, sile i induktivitet, magnetski materijali, magnetski krugovi
- Kvazistatičko elektromagnetsko polje, vodljiva ploča u promjenjivom magnetskom polju - prijelazne pojave, vodljiva ploča u vremenski sinusno promjenjivom magnetskom polju, vođenje sinusno promjenjive struje kroz ploču, površinski učinak
- Jednadžbe ravnog vala. Temeljne značajke vala (valna impedancija, valna dužina, fazna konstanta, fazna brzina). Valovi u materijalima bez gubitaka.
- Elektromagnetski valovi, putujući valovi, valna impedancija, ravni val, ravni valovi sinusni u vremenu, valna dužina, fazna brzina, polarizacija ravnog vala
- Vremenski sinusno promjenjivi ravni valovi u materijalu s gubicima, fazna i prigušna konstanta, kompleksna dielektričnost, dobri izolatori, dobri vodiči, prijenos snage ravnim valom
- Refleksija i lom ravnog vala na ravnoj granici, zakoni odbijanja i loma, kosi nailazak vala - okomita polarizacija, kosi nailazak vala - paralelna polarizacija, okomiti nailazak vala
- Zračenje elektromagnetskih valova, Hertzov dipol, značajke antena, radijacijsko polje ravnog vodiča, teorem recipročnosti i prijamne antene.
Literatura
Z. Haznadar, Ž. Štih (1997.), Elektromagnetizam I, Školska knjiga
Z. Haznadar, Ž. Štih (1997.), Elektromagnetizam II, Školska knjiga
Bojan Trkulja (.), Elektromagnetska polja - zadaci za vježbu,
S. Berberović (1998.), Teorijska elektrotehnika - odabrani primjeri, Graphis
Sead Berberović, Martin Dadić (2010.), Elektromagnetska polja – Elektrostatika,
Željko Štih, Bojan Trkulja (2010.), Elektromagnetska polja – Magnetostatika,
Z. Haznadar, Ž. Štih (2000.), Electromagnetic Fields, Waves and Numerical Methods, IOS Press
S.V. Marshall, G.G. Skitek (1990.), Electromagnetic Concepts and Applications, Prentice-Hall
W.H. Hayt (1988.), Engineering Electromagnetics, McGraw Hill
Dadić, Martin (2013.), Elektromagnetska polja - laboratorijske vježbe, Merkur A.B.D
S. Berberović, Ž. Štih, B. Trkulja (2010.), Elektromagnetska polja - Vremenski promjenjiva EM polja,
Za studente
Izvedba
ID 183421
Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja
Ocjenjivanje
86 izvrstan
74 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan