Program predmeta

Elektrostatika

Uvod. Ukratko o razvoju nauke o elektricitetu i savremenom shvatanju elektrici­teta. Elektrostatička indukcija. O raspodeli naelektrisanja (pojam tačkastog nae­lek­tri­sanja, podužna, površinska i zapreminska gustina naelektrisanja).

Elektrostatičko polje i potencijal. Kulonov zakon, uticaj sredine i pojam di­el­ektrične kons­tan­­te i relativne dielektrične konstante. Pojam i definicija elek­tro­sta­tičkog polja. Vektor jačine elektrostatičkog poljqa. Polje tačkastog opterećenja i si­s­tema tačkastih opterećenja u homogenoj sredini. Li­nije polja i spektar polja. Rad sila po­lja pri pomeranju opterećenja, konzervativni karakter elektrostatičkog polja. Elek­trostatički potencijal. Potencijalna razlika između dve tačke, napon, rad pri pomera­nju naelektrisanja u polju. Potencijal tačkastog opterećenja i sistema tačkastih optere­ćenja u homogenoj sredini. Ekvipotencijalne površine. Određivanje vektora jačine polja iz poznate funkcije potencijala.

Gausov zakon. Vektor površine. Fluks vektora. Gausov zakon. Neki primeri pri­mene Gausovog zakona (usamljena sfera, usamljeni neograničeno dug cilindar kružnog po­prečnog preseka, usamljena neograničena ravan, dve paralelne neograničene ravni – el­­ektrično polje i potencijal u vakuumu i homogenoj sredini).

Ponašanje provodnika u elektrostatičkom polju. Opterećeni provodnik van stranog polja. Neopterećeni provodnik u stranom polju. Granilčni uslovi na površini pro­vodnika. Raspodela naelektrisanja na površini provodnika. Kritično polje. Neki primeri (usamljena provodna sfera, usamljeni neograničeno dug provodni cilindar kru­ž­nog po­prečnog preseka, usamljena provodna neograničena ravan, dve provodne pa­ra­lel­ne neograničene ravni – el­­ektrično polje i potencijal u vakuumu i homogenoj sredini).

Električna kapacitivnost i kondenzatori. Električna kapacitivnost usamljenog provodnika. Kondenzator i električna kapacitivnost kondenzatora. Neki prime­ri pro­računa kapacitivnosti. Opterećivanje kondenzatora. Sprezanje kondenzatora, ek­vivalentna kapacitivnost. Transfiguracija zvezda – trougao.

Električno polje u dielektricima. Električni dipol, potencijal u dalekoj zo­ni i električni moment. Ponašanje dipola u elektrostatič­kom polju. Polarizacija die­lektrika i vektor jačine polarizacije. Veza između vektora jačine polarizacije i pome­ra­ja vezanih opterećenja u dielektriku. Makroskopski efekti polarizacije. Generalisa­ni Gausov zakon. Granični uslovi. Neki primeri pri­mene generalisanog Ga­­usovog zakona i graničnih uslova.

Energija i sila. Energija kondenzatora. Lokalizacija energije u elektrostatič­kom polju. Sila između elektroda kondenzatora.

Kretanje naelektrisane čestice u elektrostatičkom polju. Određivanje in­ten­­ziteta vektora brzine naelektrisane čestice u elektrostatičkom polju. Kretanje naelektrisane čestice koja uleće u homogeno polje upravno na linije polja.

Elektrokinetika

Električna struja. Osnovni pojmovi. Prateći efekti električne struje. Stacionarno električno polje i stacionarna električna struja. Jačina i smer električne struje. Šematsko predstavljanje električnih kola i merenje struje. Vektor gustine struje. I Kirhofov zakon.

Omov zakon, električna otpornost, sprezanje otpornika. Omov zakon. Referentni smer napona na otporniku. Merenje napona. Otpornost i provodnost homogenog provodnika stalnog poprečnog preseka. Promena otpornosti sa temperaturom. Redna, paralelna i mešovita veza otpornika. Pomenuti veze u zvezdu i trougao i mogućnost transfiguracije. Merenje otpornosti pomoću ampermetra i voltmetra. Merenje otpornosti mostom. Vitstonov most.

Električni generator i prosto električno kolo. Elektromotorna sila, unutrašnja ot­por­nost i snaga generatora. Spo­ljašnja karak­te­ris­ti­ka generatora. Prilagođenje prijemnika na generator i stepen ko­risnog dejstva. Omov zakon za prosto kolo. Napon na krajevima grane slože­nog ko­la. Naponska i strujna in­terpretacija generatora. Transfigu­ra­cija generatora.

Složena električna kola. II Kirhofov za­kon. Metode rešavanja slože­nih električnih kola (Kirho­fo­­vi zakoni, metod konturnih st­ru­ja, metod potencijala čvorova). Teoreme električnih kola (Tevenenova, Nortonova teorema, su­per­po­zi­ci­je, reciprociteta, kompenzaciona).

Nelinearna kola. Osnovni pojmovi o nelinearnim električnim ko­lima. Prosto kolo sa jednim nelinear­nim ot­por­nikom.

Kola sa kondenzatorima. Opterećivanje i ras­te­re­ći­vanje kon­den­za­to­ra preko otpornika.