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.
Siločáry, kterými zobrazujeme elektrické pole jsou myšlené čáry, přesto jim přisuzujeme některé
typické vlastnosti:
a) kaţdá siločára začíná náboji končí náboji, tedy
orientována.Základní pojmy elektromagnetismu
14
Při pohybu tělesa zkušebním nábojem uzavřené dráze elektrostatickém poli nevykoná ani
nespotřebuje ţádná práce. středu koule.28)
Tyto vztahy mají obecnou platnost, ale výhodou pouţíváme problémů,
u nichţ známe tvar ekvipotenciál siločar.6) zakreslíme tolik siločar, aby byl podíl tohoto počtu siločar velikosti plošky úměrný
intenzitě pole místě plošky. Např.7), budou vektory (resp.
u hrotu obr.
c) tvar siločar vyvolává představu, jakoby podél siločar působil podélný tah (napětí), který má
snahu zkrátit siločáry přiblíţit sobě el. Pokud
bychom volili jako integrační plochu např.7
obr. kaţdém bodě totiţ
vektor intenzity pole tečnou siločáře určující smysl přírůstku
potenciálu pokud jednom bodě siločáry křiţovaly, musely by
v tomto bodě být dva vektory intenzity pole (obr.1.1. Pokud jimi vyznačujeme
trubice jednotkového toku, lze jejich hustoty usoudit na
velikost toku sledované oblasti. sloţitějších polí zpravidla počítá
intenzita prioritně počítaných potenciálů.4. Elektrické pole
znázorňujeme tak, malé plošky kolmé směr siločar
(obr. konzervativním poli nezávisí křivkový integrál průběhu integrační dráhy. S
kolineární nemusíme vztahu zahrnovat předpis, nímţ závislosti
na poloze jednotlivých elementů integrační plochy mění úhel mezi
těmito vektory. 1. Např. krychli obklopující náboj obr.9 ,
obr. nabitého tělesa dán superpozicí
příspěvků elementárních nábojů povrchu tělesa.5
obr.
Volíme-li potom integrační plochu tvaru koule procházející bodem, v
němţ intenzitu pole hledáme (obr.
Gaussova věta elektrostatiky tvar:
Q
S
dSD (1. 1. Siločáry ekvipotenciály bez
příčiny ostře nelámou, ale jejich tvar mění pozvolně jako
bychom pozorovali řez povrchu nafouknutého balónku.
d) dráhy siločar jsou nábojům pevně vázány obr.4.6
.1.27)
případně tvar
Q
S
dSE (1. bodového náboje, nebo
nabité koule vycházejí siločáry paprskovitě náboje, resp.
b) siločáry navzájem odpuzují; kaţdým bodem prochází jen jedna
siločára siločáry tedy nesmí křiţovat.1. Např.8.1. 1.1.náboje obr.1. Ţádná práce nevykoná ani při pohybu libovolné dráze jednoho místa
ekvipotenciály jiného místa stejné ekvipotenciály, jako ekvipotenciála tvořila část integrační
dráhy uzavírala ji. Čím větší náboj, tím více siločar něj vychází. 1.
Směr výsledného vektoru (resp. pro nabitou kouli je
superpozice několika symetrických nábojů vyznačena obr.
e) siločáry mají kvantitativní význam.3.
U tvarově jednoduchých polí (bodového náboje, nabitého válce, deskového kondenzátoru) lze
vypočíst velikost intenzity podle Gaussovy věty elektrostatiky.5) tedy dva
různé gradienty potenciálu (tedy dva směry největšího přírůstku
potenciálu), protoţe grad
