Програм предмета
Електростатика
Увод. Укратко о развоју науке о електрицитету и савременом схватању електрицитета. Електростатичка индукција. О расподели наелектрисања (појам тачкастог наелектрисања, подужна, површинска и запреминска густина наелектрисања).
Електростатичко поље и потенцијал. Кулонов закон, утицај средине и појам диелектричне константе и релативне диелектричне константе. Појам и дефиниција електростатичког поља. Вектор јачине електростатичког пољqа. Поље тачкастог оптерећења и система тачкастих оптерећења у хомогеној средини. Линије поља и спектар поља. Рад сила поља при померању оптерећења, конзервативни карактер електростатичког поља. Електростатички потенцијал. Потенцијална разлика између две тачке, напон, рад при померању наелектрисања у пољу. Потенцијал тачкастог оптерећења и система тачкастих оптерећења у хомогеној средини. Еквипотенцијалне површине. Одређивање вектора јачине поља из познате функције потенцијала.
Гаусов закон. Вектор површине. Флукс вектора. Гаусов закон. Неки примери примене Гаусовог закона (усамљена сфера, усамљени неограничено дуг цилиндар кружног попречног пресека, усамљена неограничена раван, две паралелне неограничене равни – електрично поље и потенцијал у вакууму и хомогеној средини).
Понашање проводника у електростатичком пољу. Оптерећени проводник ван страног поља. Неоптерећени проводник у страном пољу. Гранилчни услови на површини проводника. Расподела наелектрисања на површини проводника. Критично поље. Неки примери (усамљена проводна сфера, усамљени неограничено дуг проводни цилиндар кружног попречног пресека, усамљена проводна неограничена раван, две проводне паралелне неограничене равни – електрично поље и потенцијал у вакууму и хомогеној средини).
Електрична капацитивност и кондензатори. Електрична капацитивност усамљеног проводника. Кондензатор и електрична капацитивност кондензатора. Неки примери прорачуна капацитивности. Оптерећивање кондензатора. Спрезање кондензатора, еквивалентна капацитивност. Трансфигурација звезда – троугао.
Електрично поље у диелектрицима. Електрични дипол, потенцијал у далекој зони и електрични момент. Понашање дипола у електростатичком пољу. Поларизација диелектрика и вектор јачине поларизације. Веза између вектора јачине поларизације и помераја везаних оптерећења у диелектрику. Макроскопски ефекти поларизације. Генералисани Гаусов закон. Гранични услови. Неки примери примене генералисаног Гаусовог закона и граничних услова.
Енергија и сила. Енергија кондензатора. Локализација енергије у електростатичком пољу. Сила између електрода кондензатора.
Кретање наелектрисане честице у електростатичком пољу. Одређивање интензитета вектора брзине наелектрисане честице у електростатичком пољу. Кретање наелектрисане честице која улеће у хомогено поље управно на линије поља.
Електрокинетика
Електрична струја. Основни појмови. Пратећи ефекти електричне струје. Стационарно електрично поље и стационарна електрична струја. Јачина и смер електричне струје. Шематско представљање електричних кола и мерење струје. Вектор густине струје. И Кирхофов закон.
Омов закон, електрична отпорност, спрезање отпорника. Омов закон. Референтни смер напона на отпорнику. Мерење напона. Отпорност и проводност хомогеног проводника сталног попречног пресека. Промена отпорности са температуром. Редна, паралелна и мешовита веза отпорника. Поменути везе у звезду и троугао и могућност трансфигурације. Мерење отпорности помоћу амперметра и волтметра. Мерење отпорности мостом. Витстонов мост.
Електрични генератор и просто електрично коло. Електромоторна сила, унутрашња отпорност и снага генератора. Спољашња карактеристика генератора. Прилагођење пријемника на генератор и степен корисног дејства. Омов закон за просто коло. Напон на крајевима гране сложеног кола. Напонска и струјна интерпретација генератора. Трансфигурација генератора.
Сложена електрична кола. I и II Кирхофов закон. Методе решавања сложених електричних кола (Кирхофови закони, метод контурних струја, метод потенцијала чворова). Теореме електричних кола (Тевененова, Нортонова теорема, суперпозиције, реципроцитета, компензациона).
Нелинеарна кола. Основни појмови о нелинеарним електричним колима. Просто коло са једним нелинеарним отпорником.
Кола са кондензаторима. Оптерећивање и растерећивање кондензатора преко отпорника.
