BMETE14AX04

Tantárgy adatok
Tárgy címe: Fizika 1 Elektrodinamika
Neptun kód: BMETE14AX04
Felelős oktató: Dr. Kály-Kullai Kristóf
Felelős tanszék: Fizika Tanszék
Képzés: Mérnökoktatás
Tantárgy adatlapja: BMETE14AX04
Követelmények, Információk

Aktuális információk

2021/22/1 félév

Órarendi adatok: szerda 8:15 - 10:00, F. 29 terem

Oktató: Dr. Bokor Nándor egyetemi docens

A kurzushoz tartozó Teams csoport: VBK - Fizika1 - Elektrodinamika 2021/22/1.

Követelmények

Minden előadás katalógusos. Aki az előadások legalább 70%-án részt vesz, automatikusan megkapja a tárgyból az aláírást. Az aláírás megszerzésének másik módja, azok számára, akik nem voltak jelen elég előadáson: a pótlási héten sor kerül egy 30 perces aláírásszerző zh-ra, amely 10 kis kérdésből áll, egyenként 2-2 pontért. A 20 pontból legalább 12-t kell elérni az aláírás megszerzéséért.
A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga, kizárólag ez alapján kap osztályzatot a hallgató. Az I. rész 5 beugró kérdésből áll 2-2 pontért, ebből a 10 pontból 6-ot el kell érni. A II. rész 5 kis kérdésből áll 3-3 pontért, a III. és a IV. rész pedig egy-egy nagy kérdést tartalmaz, 10, ill. 15 pontért. Összesen 50 pont érhető el, ezek alapján az osztályzat:
elégtelen (1)
[0; 20) pont, vagy a beugrón kevesebb, mint 6 pont
elégséges(2)
[20; 27,5) pont
közepes (3)
[27,5; 35) pont
jó (4)
[35; 42,5) pont
jeles (5)
[42,5; 50] pont

Segédanyagok

Vizsgakérdések

Vizsgakérdések az őszi félévben.

Tematika

Az elektromos töltés és tulajdonságai. A Coulomb-féle erőtörvény. Az E elektromos tér, és analógiája a gravitációs térrel. Ponttöltés elektromos tere. Az elektromos dipólmomentum. Elektromos dipólus elektromos távoltere a dipólus tengelye mentén és arra merőlegesen. Vonalmenti, felületi és térfogati töltéssűrűség. Folytonos töltéseloszlások elektromos terének számítása a Coulomb-törvény segítségével. Elektromos térerővonalak és tulajdonságaik. Az elektromos térerő fluxusa. Az elektromosság Gauss-törvénye. Különféle töltéseloszlások elektromos terének számítása a Gauss-törvény segítségével. Homogén elektromos erőtérbe helyezett elektromos dipólusra ható erő és forgatónyomaték. 

Fémek, szigetelők, félvezetők. Elektrosztatikus egyensúlyban levő fémek tulajdonságai.  Az elektrosztatikus tér, mint konzervatív erőtér. Az elektromos feszültség (potenciálkülönbség) és az elektromos potenciál. Ekvipotenciális felületek. A csúcshatás.

Kondenzátorok. Az elektromos kapacitás. Síkkondenzátor, hengerkondenzátor, gömbkondenzátor. Feltöltött kondenzátorban tárolt elektromos energia. Kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolása. Dielektrikumok (szigetelők) viselkedése elektromos térben. A P polarizáció vektora. Az elektromos szuszceptibilitás és a relatív dielektromos állandó. A D elektromos eltolásvektor, és az elektromos Gauss-törvény általános alakja. Határfeltételek a D és E vektorokra különböző dielektrikumok határfelületén. Az elektromos energia térfogati sűrűsége.

Az elektromos áram. Szabad töltéshordozók, sodródási sebesség. A felületi áramsűrűség. Ohm törvénye differenciális alakban. Fajlagos vezetőképesség, fajlagos ellenállás. Az elektromos ellenállás, mint áramköri elem. Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása. A Kirchhoff-féle huroktörvény és csomóponti törvény.

A mágnesség alapjelenségei. A B mágneses indukcióvektor. A mozgó töltésre ható mágneses erő. Homogén mágneses térbe merőlegesen belőtt töltés mozgása. A ciklotron és a sebességszelektor elve. Homogén mágneses térbe helyezett áramjárta hurokra ható erő és forgatónyomaték. A mágneses dipólmomentum. A H mágneses térerő. Analógia a töltés és az elektromos erőtér, ill. a mozgó töltés (áram) és a mágneses erőtér között. A Biot-Savart törvény, mint a Coulomb-törvény mágneses analógiája. Az Ampère-törvény, mint a Gauss-törvény mágneses analógiája. Végtelen egyenes áram és köralakú áramjárta hurok mágneses terének számítása a Biot-Savart törvény segítségével. Miért nevezhetünk egy áramjárta hurkot mágneses dipólusnak (szoros analógia az elektromos dipólussal). Végtelen egyenes áram és szolenoid mágneses terének számítása az Ampère-törvény segítségével. Az eltolási áram és az eltolási áramsűrűség. A Maxwell-Ampère törvény. A mágneses indukció fluxusa és a mágneses Gauss-törvény. 

Anyagok mágneses tulajdonságai. Az M mágnesezettség vektor. A mágneses szuszceptibilitás és a relatív mágneses permeabilitás. Paramágneses, ferromágneses és diamágneses anyagok. Hiszterézis hurok. Lágy és kemény ferromágnesek. Határfeltételek a B és H vektorokra különböző mágneses tulajdonságú anyagok határfelületén.

A Faraday-indukció. Az indukált feszültség (indukált elektromotoros erő) jelentése. A nemkonzervatív elektromos tér. A Lenz-törvény. Örvényáramok. A kölcsönös indukció jelensége és a kölcsönös indukciós együttható. Az önindukció jelensége és az önindukciós együttható. A tekercs, mint áramköri elem. Szolenoid önindukciós együtthatója. RL áramkör. Áramjárta tekercsben tárolt mágneses energia. A mágneses energia térfogati sűrűsége. LC rezgőkör és mechanikai analógiája. 

A nabla-operátor. A rotáció és a divergencia. A 4 Maxwell-egyenlet differenciális és integrál alakja. A Maxwell-egyenletek vákuumban. Az elektromágneses hullámegyenlet. Az elektromágneses hullámok tulajdonságai.