Program predmeta
Elektromagnetizam
Magnetno polje. Uvod. Strujna kontura i njen vektor površine, strujni element. Definicija vektora magnetne indukcije preko momenta na strujnu konturu. Linije polja i spektar polja. Fluks vektora magnetne indukcije. Zakon o konzervaciji fluksa. Zakon o elektromagnetnoj sili. Ravna kruta strujna kontura u homogenom magnetnom polju. Amperski magnetni moment. Lorencova sila i kretanje naelektrisane čestice u homogenom magnetnom polju.
Magnetno polje stacionarnih struja u vakuumu. Amperov zakon. Vektor magnetne indukcije unutar i van neograničeno dugog pravog strujnog provodnika. Vektor magnetne indukcije sistema strujnih provodnika (metod superpozicije). Vektor magnetne indukcije torusnog namotaja. Fluks kroz torusni namotaj. Pojam tankog torusnog namotaja. Sila između dva neograničeno duga prava strujna provodnika. Definicija ampera. Bio-Savarov (Laplasov) zakon. Primeri primene Bio-Savarovog zakona (magnetna indukcija provodnika ograničene dužine, magnetna indukcija na osi kružne strujne konture i na osi solenoida. Rad pri pomeranju krute strujne konture u magnetnom polju.
Magnetno polje u materijalnoj sredini. Amperove mikrostruje i vektor gustine magnetnog momenta. Generalisani Amperov zakon i vektor jačine magnetnog polja. Granični uslovi na razdvojnoj površini dve sredine i zakon prelamanja linija polja. Podela magnetnih materijala. Objašnjenje fenomena dija-, para- i feromagnetizma. Ciklus histerezisa. Prvobitna i normalna karakteristika magnećenja. Definicija magnetnih permeabilnosti feromagnetika. Magnetsko kolo – linearno i nelinearno. Analogija sa električnim kolom i rešavanje magnetnih kola.
Elektromagnetna indukcija. Koeficijenti samoinduktivnosti i međusobne induktivnosti. Faradejev zakon elektromagnetne indukcije. Lencov zakon. Protekla količina elektriciteta pri promeni fluksa kroz provodnu konturu. Fluksmetar. Podela elektromagnetne indukcije na statičku i dinamičku. Indukovana EMS kod dinamičke indukcije i pojam indukovanog električnog polja. EMS samoindukcije i međusobne indukcije. Uspostavljanje struje u RL kolu. Energija magnetnog polja. Lokalizacija energije u polju i gustina energije. Energija magnećenja feromagnetika. Noseća sila elektromagneta. Gubici usled histerezisa i vrtložnih struja.
Naizmenične struje
Trenutne vrednosti. Uvod. Periodične veličine (definicija, srednja i efektivna vrednost periodične veličine). Prostoperiodične veličine (osnovni pojmovi, fazna razlika, generisanje naizmenične elektromotorne sile, srednja i efektivna vrednost naizmenične struje). Idealni pasivni elementi u kolu naizmenične struje (otpornik, kalem i kondenzator, pojam rektanse, redna i paralelna veza otpornika, kalema i kondenzatora, pojam impedanse i admitanse). Snaga naizmenične struje (aktivna, reaktivna i prividna snaga, trougao snage, merenje snage).
Vremenski zavisni kompleksni predstavnici. Vektorsko predstavljanje prostoperiodičnih veličina (pojam vektorskih predstavnika, sabiranje prostoperiodičnih veličina pomoću fazora, vektorski predstavnici struje i napona na otporniku, kalemu i kondenzatoru). Pojam vremenski zavisnih kompleksni predstavnika. Vremenski zavisni kompleksni predstavnici napona i struje kod otpornika, kalema i kondenzatora. Kompleksna impedansa i admitansa i veze između njih.
Vremenski nezavisni kompleksni predstavnici. Pojam vremenski nezavisnih kompleksnih predstavnika. Vremenski nezavisni kompleksni predstavnici napona i struje kod otpornika, kalema i kondenzatora. Prelazak na kompleksne predstavnike i povratak na trenutne vrednosti.
Primena kompleksnih predstavnika u rešavanju električnih kola. Osnovni pojmovi i zakoni (šematsko predstavljanje i transfiguracija generatora, Omov zakon, napon na krajevima grane složenog kola, Kirhofovi zakoni, napon između dve tačke u kolu, ekvivalentna impedansa i admitansa, transfiguracija zvezda – trougao). Kompleksna snaga (pojam kompleksne snage, teorema o održanju kompleksne snage, snaga na potrošaču proizvoljnog tipa, ekvivalentna impedansa potrošača proizvoljnog tipa). Prilagođenje prijemnika na generator. Popravka faktora snage. Metodi za rešavanje složenih električnih kola (direktna primena Kirhofovih zakona, metod konturnih struja, metod potencijala čvorova, primeri primene). Teoreme električnih kola (Tevenenova i Nortonova teorema, Teorema superpozicije, Teorema reciprociteta, Kompenzaciona teorema, primeri primene). Mostovi za naizmeničnu struju (uslov ravnoteže, Vinov most).
Realni pasivni elementi. Otpornik, kalem, kondenzator.
Magnetno spregnuta kola. Induktivno spregnuti kalemovi (osnovni pojmovi, naponi na induktivno spregnutim kalemovima). Rešavanje kola koja sadrže induktivno spregnute kalemove. Primeri kola sa spregnutim kalemovima. Transformator (osnovni pojmovi, transformator u praznom hodu, transformator opterećen impedansom).
Rezonantna i antirezonantna kola. Realno rezonantno kolo. Realno antirezonantno kolo. Rezonansa i antirezonansa dvopola sa reaktivnim elementima.
Polifazni sistemi. Osnovni pojmovi. Generisanje trofaznog sistema. Veza generatora i potrošača u zvezdu i trougao. Veze između linijskih i faznih veličina. Snaga simetričnog trofaznog sistema. Obrtno magnetno polje.