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.
