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.