Mgr. Matěj Ryston

Katedra didaktiky fyziky, Matematicko-fyzikální fakulta UK v Praze

Cvičení k předmětu Fyzika II - Elektřina a magnetismus pro kombinované studium (NUFY101), LS 2016/2017

Podmínky udělení zápočtu:

Získání alespoň 50 bodů z celkových 100 možných. Body je možné získat za odevzdání správně vypracovaného domácího úkolu (5x10) nebo za zápočtovou písemku (až 50 bodů).

Domácí úkoly je třeba odevzdávat nejpozději 14 dní po jejich zadání, tzn. do dne dalšího cvičení, není-li řečeno jinak. Chybně vypracované úkoly jsou vraceny k přepracování s návodnými komentáři, bodově ohodnoceny jsou až když jsou odevzdány bez chyby (proto také je třeba striktně dodržovat termín prvního odevzdání).

Domácí příprava:

Doporučuji vaší pozornosti online sbírku řešených úloh a sbírku příkladů ke skriptům předmětu Elektřina a magnetismus (rovněž s řešeními) dostupnou ve skriptárně MFF.

Mnoho příkladů a teorie a teorie najdete ve studijním textu ke cvičení, který byl rozeslán emailem. Pokud někdo text neobdržel, nechť se ozve emailem.

Přehled diferenciálních vektorových operátorů


1. cvičení - 24.02.

Probrali jsme základní diferenciální operátory (gradient, divergence, rotace) a ukázali si jejich použití na příkladech. Jejich význam jsme jen rychle prošli z důvodu nedostatku času, pořádnější zavedení a motivaci naleznete ve studijním textku ke cvičení. Začali jsme elektrostatiku Coulombovým zákonem a to jeho použitím při výpočtu elektrické síly působící na náboj s důrazem na vektorový počet (tedy ne velikostně, jak je tomu běžné na střední škole). V MOODLu ke cvičení doporučuji podívat se matematický úvod a opakování ke Coulombovu zákonu, abyste si byli jisti, že základy máte zvládnuté. Nic naplat, na vratkých základech se staví velmi špatně.

2. cvičení - 17.03.

Počítali jsme z definice (tzn. integrováním) intenzitu a potenciál nabité úsečky/přímky a pak intenzitu od nabité roviny. Na tu jsme aplikovali i Gaussovu větu a dále si ukázali její použití i na příkladu nabité kulové slupky. Byl zadán první domácí úkol.

3. cvičení - 24.03.

Na cvičení jsme počítali potenciál nabité slupky pomocí Laplaceovy rovnice. Přitom jsme využili Laplaceova operátoru ve sférických souřadnicích. Stručný souhrn o operátorech v křivočarých souřadnicích a obecně Lámeových koeficientech, které se u těchto operátorů hodí, najdete v přehledu vektorových operátorů. Dále jsme ukázali metodu zrcadlení, kdy nahrazujeme danou situaci jinou, ekvivalentní situací se stejnými okrajovými podmínkami pro potenciál, ve které se nám bude lépe počítat. Nakonec jsme spočítali příklad pro ilustraci kapacity dvojice vodičů včetně kapacitních a influenčních koeficientů. Vše si vyzkoušíte v domácím úkolu.

4. cvičení - 07.04.

Na cvičení jsme se zabývali polem dipólu. Ukázali jsme, že uzemněná koule vložená do homogenního pole se navenek chová jako elementární dipól (s tím souvisí i nerovnoměrné rozložení náboje indukovaného na ploše). Tuto vlastnost využijeme dále u dielektrické koule. Rozpracovali jsme úlohu o kondenzátoru s dielektrikem v případě zapojeného či odpojeného zdroje. Byl zadán třetí domácí úkol.

5. cvičení - 28.04.

Na cvičení jsme dokončili příklad s kondenzátorem s dielektrikem a také spočítali pole kulového dielektrika v homogenním poli. Začali jsme stacionární magnetické pole, ukázali různé přístupy k výpočtu v případě magnetického pole dlouhého vodiče a načrtli i postup v případě kruhového závitu. Další procvičení magnetického pole je v domácím úkolu. K dalšímu procvičení doporučuji i tyto příklady na řešení obvodů, případně další ve sbírce řešených příkladů.

6. cvičení - 05.05.

Na cvičení jsme spočítali několik příkladů týkajících se elektromagnetické indukce a magnetického indukčního toku. Také jsme stručně připomněli vzorečky pro výpočet vektorového potenciálu a magnetické indukce magnetického dipólu. Tyto vztahy si budeme moci vyzkoušet v 5. domácím úkolu.

7. cvičení - 19.05.

http://kdf.mff.cuni.cz/~ryston
Aktualizováno: 1. 11. 2006
V případě problémů se obraťte na Webmastera.