ELEKTROMAGNETICKÉ POLE

V kapitolách o elektrostatickom a magnetostatickom poli sa neuvažovalo s časovými zmenami týchto polí. Ak sa magnetické pole s časom začne meniť, indukuje sa v priestore elektrické pole a naopak. Cieľom kapitoly je opísať tieto javy. Základným z týchto javov je elektromagnetická indukcia, ktorej je venovaná prvá podkapitola. V druhej podkapitole sú odvodené dve Maxwellove rovnice, ktoré sú matematickým vyjadrením súvislostí medzi časovo premennými elektrickými a magnetickými poliami. V tejto podkapitole sú ďalej zhrnuté všetky základné rovnice týkajúce sa elektromagnetických javov - štyri Maxwellove rovnice, Ohmov zákon v diferenciálnom tvare a tzv. materiálové vzťahy medzi vektormi popisujúcimi elektromagnetické pole (E, D, H, B) a vektormi opisujúcimi elektrické a magnetické vlastnosti materiálov, t.j. vektorom elektrickej polarizácie P a vektorom magnetizácie M . Tretia podkapitola sa zaoberá elektromagnetickými vlnami, odvodením diferenciálnej rovnice, z ktorej vyplýva existencia elektromagnetických vĺn, poukazuje na niektoré ich vlastnosti, polarizáciu a sú v nej odvodené vzorce vyjadrujúce koľko energie prenáša elektromagnetická vlna.

Potrebné vedomosti

Na zvládnutie tejto kapitoly je potrebné dobre ovládať pojmy, veličiny a vzťahy z elektrostatiky a magnetostatiky, ako intenzita, potenciál, energia v elektrostatickom poli, Gaussova veta, Biotov - Savartov vzorec, javy v dielektriku a v magnetickom prostredí. Treba ovládať rovnicu kontinuity elektrického prúdu, Kirchhoffove zákony a Ohmov zákon v diferenciálnom tvare. Nevyhnutnou podmienkou je ovládanie diferenciálnych a integrálnych operácií z vektorového počtu. Na zvládnutie poslednej podkapitoly je potrebné poznať diferenciálnu rovnicu vlnenia.

11.1 ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCIA

Učebné ciele

Študent sa má naučiť opísať základné experimenty vedúce k objavu elektromagnetickej indukcie, ovládať vzťahy ktoré ju opisujú, dokázať definovať veličiny ktoré s tým súvisia, ako indukčnosť a energia magnetického poľa vytváraná elektrickým prúdom. Mal by vedieť definovať hustotu energie magnetického poľa a poznať príslušný vzorec.

Kľúčové slová

Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie, Lenzovo pravidlo, vlastná a vzájomná indukčnosť, vznik striedavého napätia, magnetická energia, objemová hustota magnetickej energie.