Předložený studijní materiál slouží jako základní studijní materiál pro distanční formustudia předmětu Elektrotechnika 1. Spolu s dalšími základními předměty jako Matematika 1,Fyzika 1 a Počítače a programování 1 vytváří nezbytně nutné teoretické základy společné provšechny elektrotechnické obory, které jsou potřebné k dalšímu studiu předmětů specializacíve vyšších ročnících studia.
5 Elektromagnetické pole
V kap.
V elektrotechnice pracujeme převážně elektrickými obvody.
. r.
Rovnice elektromagnetického pole totiž vedou řešení, jehož součástí jsou vlny
intenzit E
r
a H
r
.
Základem obecného popisu elektromagnetického pole jsou čtyři tzv.
vyjadřují vztah mezi elektrickým magnetickým polem, rovnice III. Zatímco rovnice II. druhé straně časově proměnné magnetické pole
indukuje časově proměnné elektrické napětí, které důsledku může opět vyvolat průtok
časově proměnného elektrického proudu. Při popisu soustavy podstatné nejen vzájemné propojení
jednotlivých částí, ale jejich prostorové uspořádání. IV. r. vyjadřují, je
zdrojem těchto polí. r. popisu takovéto soustavy jsou nutné parciální diferenciální rovnice, nichž kromě
času vystupují jako nezávisle proměnné také prostorové souřadnice.
I když mohlo zdát, rychlost obrovská, vlna urazí jen
300 km/ms 300 m/µs 300 mm/ns 0,3 mm/ps.). Proto při změnách proudu, napětí, elektrického
náboje nebo magnetického toku nemůžeme elektrické pole oddělit pole magnetického. každého takového prvku je
přitom uvažována přeměna elektrické energie pouze jeden typ energie.Elektrotechnika 1
1. Jejich rozbor návrh
s použitím obecných zákonů elektromagnetického pole byl sice přesný, ale nesmírně
obtížný výpočetně náročný. Příklad: vedení
k anténě, dálkové vedení elektrické energie, podmořský telefonní kabel, kabeláž počítače
s vysokým hodinovým kmitočtem. Maxwellovy
rovnice (poprve uveřejněné 1873 skotským vědcem Maxwellem, později novým
způsobem matematicky formulované anglickým vědcem Heavisidem), kterým se
zpravidla připojuje zákon zachování elektrického náboje.
Při sledování časových průběhů procesů proto musíme obecně brát tuto skutečnost úvahu a
rozlišovat soustavy soustředěnými parametry soustavy rozprostřenými parametry. Proto tyto obecné zákony elektromagnetického pole
zjednodušují pro podmínky elektrického obvodu, přičemž jde vždy zjednodušení větší či
menší přesností.
Hovoříme pak poli elektromagnetickém pole elektrické magnetické bereme pouze jako
jeho zvláštní případy. Maxwellovy rovnice jsou
vlastně zobecněním matematickou formulací dříve nalezených zákonů: zákona celkového
proudu (I. matematického
hlediska soustava popsána obyčejnými diferenciálními rovnicemi časem jako jedinou
nezávisle proměnnou. Příklady: zesilovač akustického signálu, analogový integrovaný
obvod, rozvod elektrické energie domě nebo obci. Tyto vlny šíří prostorem jako rozruch konečnou rychlostí vakuu je
tato rychlost rovna rychlosti světla skmc /300000≈ každém jiném prostředí menší.4 jsme dospěli důležitému poznatku, časově proměnný elektrický proud
vytváří časově proměnné magnetické pole. 1.
Soustava soustředěnými parametry vyznačuje relativně malými fyzickými
rozměry srovnání drahou, kterou elektromagnetické vlnění urazí dobu, kterou trvají
typické děje soustavě. Soustavu lze rozdělit jednotlivé
prvky, jejichž vzájemné propojení charakterizováno elektrickým schématem.), Gaussovy věty pro elektrické
pole (III.
Soustava rozprostřenými parametry relativně veliké rozměry.), zákona elektromagnetické indukce (II. r. Přitom
nezáleží tom, jak jsou jednotlivé prvky rozloženy prostoru. těchto soustavách dochází obecně k
přeměně elektrické energie současně energii tepelnou energie elektrického magnetického
pole.) Gaussovy věty pro magnetické pole (IV
