03.07.2008
Dúležité upozornění !!!
Vážení studenti předmětu X17TEP v letním a zimním semestru 2007/2008, tato informace je určena pro ty, kterým se doposud nepodařilo složit zkoušku, ostatním se omlouvám a přeji krásné prázdniny. Po ukončení červnové části zkouškového období jsem vyhodnotil počty studentů, kteří ještě nemají z různých důvodů složenou zkoušku. Buď se zkouška nevydařila, nebo byli zapsáni na zkoušku a bez omluvy nepřišli, nebo se doposud o přihlášení na zkoušku ani nepokoušeli. K dispozici bylo 208 míst pro 167 studentů v termínech, které nebyly řádně využity. V zářijové části zkouškového období jsem vypsal ještě 4 termíny pro 21 studentů ( resp. 4 termíny pro 8 studentů – zimní semestr). Je to takový počet, aby se každý z Vás mohl ještě jednou na některý z termínů zapsat. Kdo se zapíše včas, bude mít ještě možnost výběru, kdo později, pak už budou k dispozici pouze některá místa. Kdo bude čekat až na září po zahájení zkouškového období, vystavuje se vážnému nebezpečí, že už se na žádný termín nedostane. Vypsaný počet termínů je konečný a už se nebude v žádném případě měnit !!!! Platí dohoda, že student musí být na zkoušku řádně zapsán v KOSu. S ohledem na rovná pravidla pro všechny studenty nebudu poskytovat žádné výjimky. Zapisujte se prosím pouze na termíny, na které se budete moci řádně připravit, oprava už nebude možná!!! Neúčast na termínu bez skutečně závažných důvodů budu hodnotit jako neúspěšně absolvovanou zkoušku. Pro požadavky na zkoušku i hodnocení zkoušky platí podmínky stanovené v informacích o předmětu X17TEP na www.elmag.org. Přeji Vám všem krásné prázdniny a na podzim hodně úspěchů při zkouškách. Pankrác.
29.05.2008
Vážené dámy a pánové,
pro nadcházející zkouškové období platí vše, co je uvedeno v části : Zápočet a zkouška
K hodnocení písemné práce u zkoušky budou započteny i body získané ve cvičeních během semestru.
Pro první část zkouškového období ( před prázdninami) byl vypsán dostatečný počet termínů tak, aby každý z vás měl možnost se alespoň jednou ke zkoušce přihlásit. K dnešnímu dni ještě nejsou tyto termíny zaplněny. Zvolte si prosím takový termín, ve kterém budete schopni se na zkoušku řádně připravit, další doplňování míst a vypisování nových termínů není z kapacitních důvodů možné. Na termín zkoušek musí být všichni řádně přihlášeni v KOSu !!! výjimky nebudou udělovány. Kdo se nebude moci daného termínu zúčastnit, prosím o včasné odhlášení, aby se vytvořilo místo pro ostatní.
Děkuji Vám všem za práci v semestru a přeji hodně úspěchů a štěstí při zkouškách. Pankrác.
28.05.2008 Bodové hodnocení testů ve cvičeních : testy_celkove_podle_abecedy.pdf
14.04.2008 Látka probraná na přednáškách a cvičeních od pátého výukového týdne
28.03.2008 Látka probraná na přednáškách a cvičeních do pátého výukového týdne
26.02.2008 Základní informace, látka probraná na přednášce a cvičení v prvním výukovém týdnu
Ing. Vítězslav Pankrác, CSc.
KONZULTAČNÍ HODINY VŽDY V PONDĚLÍ 9:00-12:00, 535/B2
Ing. Pavel Hamouz
Ing. Pavel Hazdra.
Ing. Vítězslav Pankrác, CSc.
Ing. Ing. Pavel Protiva.
Ing. Martin Ryneš.
Ing. Lukáš Víšek
Základní:
[1] Novotný, K.:Teorie elektromagnetického pole I
[2] Pankrác,V.,Hazdra,P.,Novotný,K. : Teorie elektromagnetického pole - příklady
Další doporučená:
[3] Haňka,L: Teorie elektromagnetického pole, Praha, SNTL
[4] Mayer,D.,Polák,J.: Metody řešení elektrických a magnetických polí, Praha, SNTL
[5] Feynman,R.,Leighton,R.,Sands,M.: Feynmanovy přednášky z fyziky díl 2,Praha,Fragment,2001
Řádná účast na cvičeních.
Vyřešení těchto úloh ze systému AMOS { http://www.skvor.cz/amos/index.html} : COUL1,KOAX1,MAGN1,VLNA1
Zkouška bude sestávat z písemné a ústní části.
Obsahem prvního bloku písemné části bude orientační zodpovězení 10 otázek z množiny Souhrn základních otázek ke zkoušce ( tep_pozadavky.pdf ). Tento blok bude trvat 15 minut. Odpovědi poslouží jako základ pro diskusi v ústní části zkoušky a budou hodnoceny maximálním počtem 10x1b=10b.
Obsahem druhého bloku písemné části bude řešení tří tématicky volených příkladů z teorie elektromagnetického pole. Tyto příklady budou vybrány z množiny příkladů, jejichž převážná část bude demonstrována na přednáškách a cvičeních, menší část bude doporučena k samostatnému prostudování. Na vypracování každého příkladu bude 20 minut. Příklady budou hodnoceny na základě diskuse v ústní části zkoušky maximálním počtem 3 x 10 = 30b.
Obsahem ústní části zkoušky bude širší diskuse nad písemnou prací a z toho vyplývající zodpovězení 2 doplňujících otázek, které budou vycházet z teoretických otázek v písemné části i vyřešených početních příkladů, předpokládané maximální bodové hodnocení 2 x 10b = 20b.
Dosažený počet bodů z testů písemné a ústní části zkoušky a předpokládané výsledné hodnocení
20 -
25 - dobře
30 -
35 -
40 - velmi dobře
45 -
50 -
55 - výborně
60
Z organizačních důvodů je nutné přijít na zkoušku s již uděleným zápočtem, při písemné ani ústní části zkoušky se nebudou zápočty udělovat !!!!!!!!!!!
Zápočet lze bez problému získat v zápočtovém týdnu a ještě v prvním týdnu zkouškového období, potom pouze na základě písemné žádosti a souhlasu vedoucího katedry!!!!!!!!!!!
Ve zkouškovém období bude vypsán dostatečný počet termínů, je ale vhodné neodkládat zkoušku na poslední vypsané termíny, ty je lepší si ponechat v rezervě pro případné opravy. Další rozšiřovaní počtu termínů na poslední chvíli již nebude ani při nejlepší vůli možné, nebude možné ani navyšovat počet studentů v jednotlivých termínech nad rozumně zvládnutelnou mez, která se pohybuje kolem 25 studentů na jeden termín !!!!!!!!!!!!
Pro dobré hodnocní:
Dobrá znalost základních vztahů a zákonitostí, jejichž osnova je seskupena do základních otázek ke zkoušce. Tím se rozumí znalost toho, co znamenají jednotlivé veličiny ve vztazích, jaký mají fyzikální význam a jednotky. Dále se předpokládá schopnost použít teoretické poznatky při řešení základních početních úloh v rozsahu probraném na cvičeních.
Pro velmi dobré hodnocení:
Stejně jako předchozí bod + odvození a ukázání platnosti základních a důležitých zákonitostí látky probrané na přednáškách, jejíž osnova je souhrnně sestavena do základních otázek ke zkoušce.
Pro výborné hodnocení navíc:
Odvození a ukázání platnosti zákonů a jevů v plném rozsahu látky probrané na přednáškách, jejíž osnova je souhrnně sestavena do základních otázek ke zkoušce.
Použité označení (kód úlohy)
PRE : Příklady demonstrované na přednášce
CV : Příklady demonstrované na cvičeních
DOP : Analogické příklady doporučené k samostatnému prostudování
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Zdroje elektromagnetického pole, elektrický náboj, síly mezi statickými a pohyblivými náboji, volný a vázaný náboj, nabité těleso, elektrický proud, elektrické a magnetické dipóly, definice intenzity elektrického pole, Coulombův zákon, pojem bodového náboje, intenzita elektrického pole bodového nábojem, tvar a velikost pole bodového náboje, siločáry | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Matematický úvod, vektor, skalár, vektorová funkce, skalární funkce, základní operace s vektory, skalární součin, vektorový součin, tok vektoru plochou, tok vektoru uzavřenou plochou, integrál vektorové veličiny po orientované dráze, integrál po uzavřené dráze, fyzikální interpretace a aplikace. | | |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Představa o elektrickém poli jako fluidu pomyslně vytékajícím z elektrických nábojů, volné náboje jako primární zdroje elektrického pole, elektrická indukce jako plošná hustota elektrického pole vytékajícího z volných nábojů, tok vektoru intenzity elektrického pole a elektrické indukce obecnou a uzavřenou plochou, význam skalárního součinu v plošné integraci pro určení toku veličin, orientovaná plocha, Gaussova věta v integrálním a diferenciálním tvaru, pojem divergence vektorové funkce a její fyzikální význam, divergence vektorové funkce v kartézské soustavě | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Výpočet intenzity elektrického pole pomocí superpozice pole bodového náboje | ES-c | |
| 1 | Elektrické pole na příčné ose úseku dlouhého tenkého vodiče CV | ES/8 | CV |
| 2 | Elektrické pole dlouhého tenkého vodiče – limitní případ úlohy 1 | ES/9 | CV |
| 3 | Elektrické pole tenkého nabitého prstence | ES/10 | CV |
| 4 | Elektrické pole tenkého nabitého disku | ES/12 | CV |
| 5 | Elektrické pole nad rozlehlým tenkým diskem – limitní případ úlohy 4 | ES/14 | DOP |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Práce v elektrickém poli, pojem napětí a potenciálu, superpozice pole bodového náboje, objemová, plošná a liniová hustota náboje, vztah mezi intenzitou elektrického pole a potenciálem, pojem gradientu skalární funkce a jeho fyzikální význam. Práce vykonaná v elektrostatickém poli po uzavřené dráze, Laplaceova a Poissonova rovnice pro skalární potenciál, pojem polarizace materiálu v elektrickém poli, elektrický dipól, dipólový moment, vektor polarizace, vztah mezi polarizací a vázaným nábojem. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Aplikace Gaussovy věty pro výpočty elektrických polí | ES-d | |
| 6 | Elektrické pole a potenciál bodového náboje pomocí Gaussovy věty | ES/16 | CV |
| 7 | Elektrické pole a potenciál nabité koule pomocí Gaussovy věty | ES/17 | CV |
| 8 | Elektrické pole a potenciál tenkého dlouhého nabitého vodiče pomocí Gaussovy věty | ES/19 | CV |
| 9 | Elektrické pole a potenciál válcového dlouhého nabitého vodiče pomocí Gaussovy věty | ES/20 | CV |
| 10 | Elektrické pole a potenciál nekonečně rozlehlé nabité vodivé roviny pomocí Gaussovy věty | ES/21 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Elektrická indukce jako zdrojová veličina, vztah mezi indukcí a volným nábojem, vztah mezi indukcí, polarizací a intenzitou elektrického pole, susceptibilita, relativní permitivita a její fyzikální interpretace. Gaussova věta pro elektrickou indukci jako jedna z Maxwellových rovnic. Podmínky na rozhraní v elektrostatickém poli pro tečné a normálové složky vektoru intenzity elektrického pole a elektrické indukce, podmínky na rozhraní s dokonalým vodičem. Metoda zrcadlení v elektrickém poli, její princip a použití. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Kapacita a intenzita elektrického pole mezi elektrodami | | |
| 11 | Elektrické pole mezi dvěma opačně nabitými rovnoběžnými rovinami ( deskový kondenzátor) | ES/23 | CV |
| 12 | Kapacita deskového kondenzátoru s homogenním a složeným dielektrikem, intenzita elektrického pole v závislosti na přiloženém napětí | ES/38 ES/39 ES/61 ES/62 | PRE,CV |
| 13 | Elektrické pole mezi dvěma opačně nabitými koaxiálními válci ( válcový kondenzátor) | ES/25 | CV |
| 14 | Kapacita koaxiálního kabelu (válcového kondenzátoru) s homogenním a složeným dielektrikem, intenzita elektrického pole v závislosti na přiloženém napětí | ES/42 ES/44 ES/66 ES/68 | CV |
| 15 | Elektrické pole mezi dvěma opačně nabitými koncentrickými koulemi ( kulový kondenzátor) | ES/24 | DOP |
| 16 | Kapacita kondenzátoru s kulovými elektrodami s homogenním a složeným dielektrikem, intenzita elektrického pole v závislosti na napětí | ES/47 | DOP |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Energie soustavy bodových nábojů, pojem kapacity, energie v nabitém kapacitoru. Hustota energie zapsaná pomocí veličin elektrického pole, síly v elektrickém poli, princip virtuálních prací. Stacionární proudové pole, elektrický proud, proudová hustota, Ohmův zákon, Jouleův zákon, rovnice kontinuity proudy ve stacionárním a nestacionárním poli. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Použití potenciálu a metody zrcadlení při výpočtu kapacity | | |
| 17 | Kapacita mezi vodiči dvouvodičového vedení – pomocí intenzity elektrického pole i potenciálu | ES/48 | CV |
| 18 | Kapacita vodiče proti rozlehlé vodivé rovině ( zemi) | ES/53 | CV |
| 19 | Kapacita vodiče proti dvěma kolmým, vodivým a rozlehlým rovinám | ES/56 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Analogie mezi elektrostatickým a stacionárním proudovým polem. Podmínky na rozhraní ve stacionárním proudovém poli.Zdroj napětí, elektromotorická síla, elektromotorické napětí, svorkové napětí, napětí na svorkách naprázdno a při zatížení. Integrál intenzity elektrického pole po uzavřené dráze ve stacionárním proudovém poli. Stacionární magnetické pole, silové působení mezi pohybujícími se náboji, vektor magnetické indukce definovaný s ohledem na silové účinky v magnetickém poli, porovnání s veličinami definovanými v elektrickém poli. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Výpočet sil v elektrickém poli, použití principu virtuálních prací | | |
| 20 | Síla působící kolmo na desky deskového kondenzátoru | ES/79 | CV |
| 21 | Síla vtahující částečně zasunuté dielektrikum mezi desky deskového kondenzátoru | ES/80 | CV |
| 22 | Elektrická síla působící na vodiče dvouvodičového vedení | ES/77 | CV |
| | Stacionární proudové pole, výpočet odporu | | |
| 23 | Elektrický odpor mezi válcovými elektrodami | PR/2 | CV |
| 24 | Elektrický odpor příčně rozděleného válce | PR/4 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Stacionární magnetické pole, Biotův-Savartův zákon – magnetické pole vyvolané pohybujícím se bodovým nábojem, elementem tenké proudové smyčky a tenkou proudovou smyčkou určitého tvaru, síla působící na proudovou smyčku vloženou do magnetického pole.Magnetické pole přímého úseku tenkého vodiče, stanovení smyslu a velikosti magnetické indukce (vektorový součin d_l X r_o – pravidlo pravé ruky), síla působící na přímý usek tenkého vodiče ( vektorový součin dl X B, = pravidlo levé ruky).Magnetický tok, magnetický tok procházející uzavřenou plochou, statická definice vlastní a vzájemné indukčnosti. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| 25 | Přechodový odpor kulové elektrody v zemi | PR/6 | CV |
| 26 | Elektrický odpor mezi dvěma kulovými elektrodami v zemi s přihlédnutím k vlivu hloubky v zemi a vzdálenosti elektrod | PR/8 | CV |
| | Stacionární magnetické pole | | |
| | Biotův-Savartův zákon, superpozice magnetického pole proudového elementu | | |
| 27 | Magnetické pole přímého úseku tenkého vodiče a limitní případ pro dlouhý tenký vodič | MG/4 | PRE |
| 28 | Magnetické pole na ose tenkého kruhového závitu | MG/6 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Magnetické pole dlouhého vodiče. Integrace vektoru magnetické indukce po myšlené uzavřené dráze v případě, kdy dráha obemyká či neobemyká proudovodiče – zákon celkového proudu.Chování látek v magnetickém poli, elementární magnetický dipól, síla a točivý moment působící na elementární magnetický dipól, dipólový moment, vektor magnetizace, vztah mezi magnetizací a ekvivalentním vázaným proudem na povrchu magnetika. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Výpočet magnetického pole pomocí Ampérova zákona | | |
| 29 | Magnetické pole tenkého dlouhého vodiče | MG/17 | CV |
| 30 | Magnetické pole masivního dlouhého válcového vodiče | MG/18 | CV |
| 31 | Magnetické pole v koaxiálním kabelu | MG/19 | CV |
| 32 | Magnetické pole na podélné ose dlouhého tenkého pásového vodiče | MG/21 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Intenzita magnetického pole, vztah mezi magnetickou indukcí, intenzitou magnetického pole a magnetizací, relativní permeabilita, Ampérův zákon celkového proudu pro intenzitu magnetického pole. Energie magnetického pole nahromaděná v induktoru a v soustavě induktorů. Energetická definice indukčnosti, rozdíl mezi statickou a energetickou definicí. Energie v magnetickém poli zapsaná pomocí veličin pole. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Výpočet vlastní indukčnosti | | |
| 33 | Indukčnost na jednotku délky symetrického dvouvodičového vedení | MG/37 | CV |
| 34 | Indukčnost na jednotku délky koaxiálního kabelu pomocí energetické definice ( vnější indukčnost) | MG/35 | CV |
| 35 | Vnitřní indukčnost válcového vodiče pomocí energetické definice | MG/35 | CV |
| 36 | Indukčnost tenké dlouhé válcové cívky – solenoidu pomocí statické a energetické definice | MG/39 | CV |
| | Vzájemná indukčnost | | |
| 37 | Vzájemná indukčnost mezi vodičem a obdélníkovou smyčkou | MG/48 | CV |
| 38 | Vzájemná indukčnost mezi vedením a obdélníkovou smyčkou umístěnou uvnitř a vně vedení | MG/50,MG/51 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Podmínky na rozhraní v magnetickém poli, lom siločar na rozhraní dvou magnetik, magnetické pole na rozhraní s magneticky dokonale vodivým materiálem, metoda zrcadlení v magnetickém poli. Síly v magnetickém poli, princip virtuálních prací. Magnetické pole v magnetických obvodech, ekvivalentní vztahy s elektrickými obvody, Hopkinsonův zákon, pojem magnetického odporu, magnetomotorické napětí. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Síly v magnetickém poli | | |
| 39 | Síla v magnetickém poli působící na dva rovnoběžné vodiče pomocí I(dl X B) | MG/57 | CV |
| 40 | Síla v magnetickém poli působící na dva rovnoběžné vodiče pomocí principu virtuálních prací | MG/57 | CV |
| | Magnetické obvody | | |
| 41 | Vlastní indukčnost cívky na jednoduchém magnetickém obvodu | MG/44 | CV |
| 42 | Vzájemná indukčnost cívek na jednoduchém magnetickém obvodu | MG/53 | CV |
| 43 | Vlastní indukčnost cívek na složitějším magnetickém obvodu | MG/42 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Faradayův indukční zákon, elektromotorické (indukované napětí) ve vodivé smyčce, kterou prochází časově proměnné magnetické pole, napětí na svorkách, Lenzovo pravidlo. Napětí indukované v pohyblivém vodiči a smyčce, která mění své rozměry v homogenním magnetickém poli, souvislost s indukčním zákonem. Zobecnění Faradayova indukčního zákona pro oblast bez vodivých smyček z pohledu obecně platných zákonitostí v elektromagnetickém poli. | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| 44 | Vzájemná indukčnost cívek na složitějším magnetickém obvodu | MG/52 | CV |
| | Indukované napětí | | |
| 45 | Návrh tlumivky o zadané indukčnosti a jmenovitém proudu pro maximální dovolenou magnetickou indukci v magnetickém obvodu – stanovení počtu závitů a velikost vzduchové mezery | MG/46 | CV |
| 46 | Napětí indukované v cívce, která se rovnoměrně otáčí v homogenním magnetickém poli | MG/33 | CV |
| 47 | Napětí indukované v cívkách na magnetickém obvodu – ideální transformátor | MG/34 | CV |
| xxxxxx | Klíčová hesla | poznámka |
| | Zobecnění Ampérova zákona celkového proudu, doplnění členu označovaného jako posuvný proud, zápis rovnice v diferenciálním tvaru. Shrnutí probraných zákonitostí do úplné sady tzv. Maxwellových rovnic. Obecná bilance energie v postoru s nestacionárním elektromagnetickým polem - Poyntingův teorém, Poyntingův vektor. Elektromagnetická vlna, obecná vlnová rovnice, rovinná harmonická elektromagnetická vlna, geometrické uspořádání vektorů a základní fyzikální vlastnosti | |
| Číslo úlohy | Název úlohy(kapitoly) | Odkaz podle [2] | kód úlohy |
| | Rovinná harmonická elektromagnetická vlna, vektory veličin elektromagnetického pole, časový průběh veličin, fázor intenzity elektrického a magnetického pole, konstanta šíření ( měrný útlum a fázová konstanta), Vzájemný vztah mezi intenzitou elektrického a magnetického pole - vlnová impedance, konstanta šíření a vlnová impedance v nevodivém a dobře vodivém prostředí | | |
| | Rovinná harmonická elektromagnetická vlna - doporučené úlohy na procvičení | | |
| 48 | priklad_70.pdf | | CV |
| 49 | priklad_71.pdf | | CV |
| 50 | priklad_72.pdf | | CV |
| 51 | priklad_73.pdf | | CV |
| 52 | priklad_74.pdf | | CV |
| 53 | priklad_75.pdf | | CV |
