OBSAH – ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS

Sv. 1. Názorná exkurze

I. Teorie pole

II. Vektorová a skalární pole

A. Skalární pole a jak je popisovat

1. Vrstevnicové mapy

2. Barevné kódování

3. Prostorový diagram

B. Vektorová pole

1. Zdroje a propady v tocích tekutin

2. Cirkulace toku tekutiny

3. Vztah mezi tekutinovým modelem a elektromagnetickým polem

C. Jak znázorníme elektromagnetické vektorové pole

1. Znázornění vektorového pole pomocí vektorů

2. Znázornění vektorových polí pomocí silokřivek

3. Zobrazení pomocí „šumové textury“

4. Co je mezi silokřivkami pole?

5. Pohyb elektrických a magnetických silokřivek

III. Elektrostatika

A. Coulombův zákon a Faradayovy silokřivky

B. Elektrické pole

1. Definice

2. Elektrické pole bodového náboje a souboru bodových nábojů

3. Příklady elektrických polí tvořených souborem nábojů

a) Elektrický dipól

b) Nabitá úsečka

c) Nabitý prstenec

C. Tah a tlak přenášený elektrickými poli

1. Tah a tlak (napětí) silokřivek

2. Příklady napětí silokřivek přenášených poli v elektrostatice

a) Nabitá částice pohybující se homogenním elektrickým polem

b) Nabitá částice vložená do časově proměnného vnějšího pole

c) Souhlasné a nesouhlasné náboje zavěšené na kyvadlech

D. Vznik elektrických polí

1. Vznik elektrického dipólu

2. Vznik a zánik elektrické energie

E. Elektrická pole drží atomy pohromadě

1. Iontové a van der Waalsovy síly

2. Past na nabité částice

3. Elektrostatický visutý most

IV. Magnetostatika

A. Magnetické pole

1. Magnetické pole pohybujícího se náboje a elementární proudové smyčky

2. Magnetické pole nábojů pohybujících se po kružnici

a) Animace magnetických polí 1, 2, 4 a 8 nábojů pohybujících se po kružnici

b) ShockWave simulace magnetického pole prstence nabitých částic

B. Napětí silokřivek přenášená magnetickými poli

1. Tlak a tah silokřivek

2. Příklady napětí silokřivek přenášených magnetickými poli

a) Nabitá částice pohybující se v časově proměnném vnějším magnetickém poli

b) Nabitá částice pohybující se konstantním magnetickým polem

c) Síly mezi rovnoběžnými dráty, protékané proudy

d) Síly mezi souosými kruhovými smyčkami, jimiž protékají proudy

e) Točivé momenty působící na dipól v konstantním magnetickém poli

V. Faradayův zákon

A. Časově proměnná magnetická pole jsou vždy spojená s elektrickými poli

B. Vznik a zánik magnetické energie

C. Magnety a vodivé prstence

VI. Elektromagnetické záření

A. Dipólové záření

1. Elektrický dipól měnící svoji orientaci o 10 %

2. Elektrický dipól převracející směr dipólového momentu

B. Záření čtvrtvlnné antény

Sv. 2. Kompletní kurz

I. Pole (pdf, 3.3 MB)

II. Coulombův zákon (pdf, 2.6 MB)

III. Elektrický potenciál (pdf, 1.6 MB)

IV. Gaussův zákon (pdf, 2.6 MB)

V.  Kapacita a dielektrika (pdf, 2.7 MB)

VI. Odpor a elektrický proud (pdf, 1.2 MB)

VII. Stejnosměrné obvody (pdf, 1.6 MB)

VIII. Úvod do magnetických polí (pdf, 1.7 MB)

IX. Zdroje magnetických polí (pdf, 4.1 MB)

X. Faradayův indukční zákon (pdf, 2.4 MB)

XI. Indukčnost a magnetická energie (pdf, 2.8 MB)

XII. Střídavé obvody (pdf, 2 MB)

XIII. Maxwellovy rovnice a elektromagnetické vlny (pdf, 2.5 MB)

XIV. Interference a ohyb (pdf, 2.1 MB)

Sv. 3. Vizualizace

I. Vektorová pole

Tok kroužících částic

Zřídlo částic

Propad částic

Tok tekutiny se zřídlem

Tok tekutiny s vírem

Tok tekutiny s dvěma souhlasně orientovanými víry

Tok tekutiny s dvěma opačně orientovanými víry

Tok tekutiny se zřídlem a propadem

Tok tekutiny se dvěma zřídly

Tok tekutiny s vírem a zřídlem

Zřídlo a homogenní tok

Vír a homogenní tok

Souřadnicové soustavy

Skalární součin dvou vektorů

Vektorový součin dvou vektorů

Křivkové integrály

Plošné integrály

Mapování polí

II. Elektrostatika

Van de Graaffův generátor přitahuje náboj

Van de Graaffův generátor odpuzuje náboj

Elektrické pole kladného náboje

Elektrické pole pohybujícího se záporného náboje

Elektrické pole pohybujícího se kladného náboje

Elektrické pole dipólu

Integrace podél nabité úsečky

Nabitá úsečka

Integrace podél nabitého prstence

Nabitý prstenec

Síla působící na náboj v časově proměnném poli

Odpuzování stejně nabitých částic

Přitahování nábojů opačného znaménka

Vytvoření elektrického dipólu

Vytváření elektrického pole

Zanikání elektrického pole

Rozptyl opačně nabitých částic

Rozptyl stejně nabitých částic

Molekuly

Interagující molekuly ve 2D

Interagující molekuly ve 3D

Interagující dipóly

Iontová past

Náboj pohybující se v homogenním poli

Zavěšený most z nabitých částic (2D)

Zavěšený most z nabitých částic (3D)

Nabíjení van de Graaffova generátoru (animace)

Nabíjení van de Graaffova generátoru (aplet)

Nabíjení a vybíjení dvou van de Graafových generátorů

Simulace jádra a čtyř elektronů

Mříže 2D

Mříže 3D

Srážející se mříže

Náboje interagující uvnitř pětiúhelníkové oblasti

Kondenzátor

Experiment s elektrostatickou silou

Elektrostatické ZOO

Elektrostatická videohra

Dva bodové náboje

Nabíjení indukcí

Síla působící na náboj pohybující se v elektrickém poli

Nabitá kovová deska

Stáčení elektrického dipólu v homogenním poli

III. Magnetostatika

Magnetické pole pohybujícího se kladného náboje

Magnetické pole pohybujícího se záporného náboje

Magnetické pole proudového elementu

Magnetické pole jednoho náboje pohybujícího se po kružnici

Magnetické pole dvou nábojů pohybujících se po kružnici

Magnetické pole čtyř nábojů pohybujících se po kružnici

Magnetické pole osmi nábojů pohybujících se po kružnici

Integrace podél prstence protékaného proudem

Prstenec protékaný proudem

Síla působící na pohybující se náboj v časově proměnném poli

Náboj pohybující se magnetickým polem (tam)

Náboj pohybující se magnetickým polem (zpět)

Dva vodiče se shodně orientovaným proudem

Dva vodiče s opačně orientovaným proudem

Přitahování dvou prstenců protékaných proudem

Odpuzování dvou prstenců protékaných proudem

Střelka kompasu jako dipól

Země a obří střelka magnetu (pohled zdáli)

Země a obří střelka magnetu (pohled zblízka)

Magnet oscilující mezi dvěma závity

Magnet zavěšený mezi dvěma závity

Magnetické pole Helmholtzovy cívky (souhlasný směr)

Magnetické pole Helmholtzovy cívky (nesouhlasný směr)

Magnetosféra Země

Sluneční vzplanutí a rekonekce

Tyčový magnet v magnetickém poli Země

Vodič protékaný proudem v homogenním magnetickém poli

Dva prstence protékané proudem

Síla působící na náboj pohybující se v magnetickém poli

Otáčení magnetického dipólu v homogenním poli

Experiment TeachSpin™

Experiment TeachSpin™ (aplet)

Levitující cívka (aplet)

Cívka na spirále nad magnetem

Magnetické pole vodiče a kompasu

IV. Faradayův zákon

Levitující prstenec

Zavěšený prstenec

Padající prstenec s konečným odporem

Padající prstenec s nulovým odporem

Levitující magnet

Zavěšený magnet

Magnet padající skrz prstenec s konečným odporem

Magnet padající skrz prstenec s nulovým odporem

Vznik magnetického pole

Zánik magnetického pole

Padající cívka (aplet)

Padající magnet (aplet)

Faradayův zákon (aplet, 1. část)

Faradayův zákon (aplet, 2. část)

Magnetická indukce

Magnet levitující nad supravodičem

V. Záření

Záření dipólu

Záření dipólu při přepólování

Vytvoření elektrických polí

Vyzařování ze čtvrtvlnné antény

Zářivé pole čtvrtvlnné antény

Zářivé pole čtvrtvlnné antény (interaktivní)

Elektrické a magnetické pole rovinné vlny

Vytváření rovinných vln

Sv. 4. Příklady

Zajímavé úlohy

Sada 1

Sada 2

Sada 3

Sada 4

Sada 5

Sada 6

Sada 7

Sada 8

Sada 9

Sada 10

Sada 11

Sada 12

Řešené úlohy a postupy

1. Matematika

2. Spojité rozložení náboje

3. Gaussův zákon

4. Kapacita a uložená energie

5. Ampérův zákon

6. Magnetická síla a moment sil

7. Faradayův zákon

8. Obvody

9. Řízené LRC obvody

10. Posuvný proud a Poyntingův vektor

Kontrolní otázky a odpovědi ke kurzu 8.02

Kontrolní otázky a odpovědi    1 – 10

Kontrolní otázky a odpovědi  11 – 20

Kontrolní otázky a odpovědi  21 – 30

Kontrolní otázky a odpovědi  31 – 40

Kontrolní otázky a odpovědi  41 – 50

Kontrolní otázky a odpovědi  51 – 60

Kontrolní otázky a odpovědi  61 – 71

Aldebaran Homepage