Cílem předmětu je seznámení se základními pojmy teorie elektromagnetického pole. Po prostudování modulu by měl student být schopen orientovat se v základní terminologii elektrotechniky, řešit elementární úlohy z elektro/magnetostatického pole, stacionárního a kvazistacionárního pole a měl by znát základní principy šíření elektromagnetických vln.
Uvaţujme soustavu nabitých těles obr. Praktické ověření Coulombova
zákona náročné, především pro obtíţnost vyloučení vlastního pole
náboje, který vyšetřovaná síla působí. Práce konána
na úkor vnitřní energie soustavy energie soustavy tedy
sníţí (záporné znaménko síly).
obr. Posunutí
o bude pomalé, bez tepelných ztrát.100) potom tvar
2dWe dWe Fgdg (4. Předpokládejme také absolutně tuhá tělesa, která nemění svůj tvar.100)
Tento zápis tedy vyjadřuje skutečnost, celková energie dodaná vnějšími zdroji soustavy mění
částečně mechanickou práci Fdg částečně energii pole.101)
a toho
konstQ
g
g
We
F
(4. 4. 4.
4.16, jejichţ geometrické tvary poloha jsou udány obecnými souřadnicemi Nejmenší počet
zevšeobecněných souřadnic, určujících jednoznačně geometrii dané soustavy nazývá stupeň
volnosti soustavy.
Vyjadřuje-li např.102)
Síla při konstantním náboji tedy rovna záporně vzaté de-
rivaci energie podle měněné souřadnice.104) síla +
. Elektromechanické síly potom snaţí kaţdou tuto obecnou souřadnici změnit.16
obr.17
. Pouţijme jiţ
uvedené vztahy
n
k
kke QW
12
1
n
k
kke dQdW
12
1
(4. Potom bude mít zákon zachování energie tvar
dgFdWdQ gekk
(4.
Dále budeme předpokládat, všechna tělesa soustavy jsou nepohyblivá souřadnici můţeme
měnit jen k-tém tělese.
Při rozboru rovnice (4.
Prakticky těţko nerealizovatelné. Příkladem můţe být
opět změna polohy elektrody deskového kondenzátoru, ale při připojeném zdroji.
Dále předpokládejme změnu souřadnice při konstantním potenciálu konst.
V řadě praktických případů provádí výpočet síly energie. Potom dQk rovnice tvar
0 dWe Fg (4.100) nejprve předpokládejme konst.105)
Práce tomto případě vykoná úkor energie vnějších zdrojů celková energie soustavy zvětší.103)
Rovnice (4. symbol lineární posunutí, bude soustavu působit mechanická síla, pokud g
úhel bude jednat moment dvojice sil, je-li plocha, půjde mechanické pnutí apod.Energie síly elektromagnetických polích
150
Coulombův zákon platí pouze pro bodové náboje pro náboje
jejichţ poloměr mnohonásobně menší, neţ vyšetřovaná vzdálenost
od náboje lze pouţít tato idealizace. Pokud bychom chtěli tento
zákon pouţít např výpočet síly mezi deskami kondenzátoru,
museli bychom desky rozdělit elementární plošky náboji
(bodovými), museli bychom znát rozloţení nábojů deskách a
superpozici vypočíst sečíst vzájemné účinky všech nábojů.konst
g
We
(4. Příkladem můţe být
změna polohy jedné elektrody deskového kondenzátoru
nabitého při odpojeném zdroji. Energie pole tedy mění buď
přírůstkem (úbytkem) nábojů zdroje nebo mechanickým posunutím silou Fg
