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.
Základní pojmy elektromagnetismu
12
Vlastnosti náboje:
a) Náboj nemůţe vznikat zanikat, platí zákon zachování náboje.QQ
u
π F13 =
132
13
31
R4
. Pohyb tohoto náboje
představuje elektrický proud změna náboje objemu čas zřídlem hustoty proudu ve
smyslu rovnice kontinuity:
div (1. Podle principu nábojové symetrie
existuje kaţdé nabité částici antičástice, lišící pouze znaménkem.21)
.
Jak jiţ bylo řečeno, přírodě nemůţe existovat samostatný jediný náboj. Tyto silové účinky nemůţeme ještě přesně kvantifikovat.QQ
u
Q1,Q2,Q3
Jak jiţ bylo řečeno definujeme makroskopické teorii tři druhy středních hodnot hustoty náboje
a prostoru objemovou hustotu náboje
dV
dQ
V
Q
v
lim0
(1. Potom podle Coulombova zákona tří rovnic
vypočteme základě změřených tří sil F12,F13,F23, znalosti vzdálenosti nábojů číselné hodnoty tří
neznámých nábojů.
F12 =
122
12
21
R4
. (Podobně,
jako nelze například dělit fyzicky desetihaléř, ačkoliv výpočtem např.20)
Z těchto vyhlazených skalárních veličin můţeme inverzními vztahy vytvořit pole náboje nebo další
skalární vektorová pole. Inverzní vztahy pro jsou:
Q dV
Q dS
Q dl
(1.18)
na ploše plošnou hustotu náboje
dS
dQ
S
Q
s
lim0
(1.17)
Pakliţe těleso vykazuje vlastnost mít vlastní náboj uskutečněno rozdělením neutrální
částice dva stejné náboje opačné polarity. Pozorujeme-li náboj soustavy, která vůči náboje nepohybuje, bude jeho
velikost stejná, jako kdybychom jej pozorovali soustav, které vůči náboji pohybují
různou rychlostí.19)
na vlákně liniovou (čárovou) hustotu náboje
dl
dQ
l
Q
l
lim0
(1.
b) Suma všech hodnot kladných nábojů přírodě rovna sumě všech hodnot nábojů záporných,
ţádný nich nepřevládá, příroda jako celek neutrální.QQ
u
π F23 =
232
23
32
R4π
.
V případě dvou nábojů jiţ můţeme zjistit to, zda jsou náboje stejné polarity (odpuzují se) nebo
polarity opačné (přitahují se). Pokud tomu tak bylo,
stejně bychom jeho existenci nevěděli. Pokud jistém uzavřeném
objemu nachází elektrický náboj, nemůţe velikost tohoto náboje měnit jinak, neţ
přitečením nebo úbytkem náboje přes plochu, obklopující tento objem. Náboj projevuje totiţ silovými účinky jiné náboje.
d) zákona zachování náboje vyplývá, náboj invariantní všech pozorovaných
soustavách. tomu
potřebujeme minimálně tři náboje Q1,Q2,Q3. Náboje mohou opět rekombinovat hmotné
těleso stává elektricky neutrální, vyjadřuje konzervativnost náboje.
c) Existuje jisté minimální kvantum náboje náboj elektronu, které nelze dále dělit. úroků můţe vyjít i
hodnota niţší neţ desetihaléř)
