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

2020/21/2 félév

Órarendi adatok: hétfő 14:15 - 16:00, ONLINE oktatás

Oktató: Dr. Kály-Kullai Kristóf egyetemi adjunktus

A tárgy ebben a félévben további intézkedésig távoktatási formában lesz megtartva, az előadások az egyetemi Teams felületen lesznek, ennek részleteiről Neptun üzenetben kapnak tájékoztatást.

Követelmények

A vizsgaidőszakban: vizsga, kizárólag ez alapján kap osztályzatot a hallgató. Jelenléti oktatás esetén írásbeli vizsga, van 5 beugró kérdés 2-2 pontért, ebből a 10 pontból 6-ot el kell érni. Ezután van 5 kis kérdés 3-3 pontért, valamint két nagy kérdés 10 illetve 15 pontért. Online oktatás esetén szóbeli vizsga a Teamsen, 11 kis kérdés 3-3 pontért, egyetlen nagy kérdés 17 pontért. Mindkét esetben 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

Az emelt szintű vizsga követelményeit lásd a Fizika 1E – Válogatott fejezetek tárgy honlapján.

Segédanyagok

Vizsgakérdések

Vizsgakérdések a tavaszi félévben (beugró/kis kérdések, nagy kérdések)
Válaszok a beugró/kis kérdésekre

Figyelem! Egyes böngészőkben megnyitva a pdf-et nem látszik a deriválást jelentő pont (pl. rögtön az 1. kérdésnél), ebben az esetben használjon Adobe Reader-t.

Jegyzet

Noszticzius - Ván - Wittmann előadásanyag

1. előadás
2. előadás
3. előadás
4. előadás
5. előadás
6. előadás
7. előadás
8. előadás
9. előadás
10. előadás
11. előadás
12. előadás
13. előadás

Kísérleti videók

Fizipedia

Videók a Youtube-ról:

Örvény vízben
Curie-hőmérséklet demonstráció
Curie-motor
Lenz-törvény csövekkel
Lenz-törvény réztömbbel
Hertz-kísérlet

 

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.