„Všeobecná fyzika. Elektromagnetizmus" - kurz 2800 rub. z MsÚ, tréning 15 týždňov. (4 mesiace), Dátum: 5. december 2023.

Prednáška 1. Elektromagnetická interakcia a jej miesto medzi ostatnými interakciami v prírode. Vývoj fyziky elektriny v prácach M. V. Lomonosova. Nabíjačka. Mikroskopické nosiče náboja. Millikanova skúsenosť. Zákon zachovania elektrického náboja. Elektrostatika. Coulombov zákon a jeho terénna interpretácia. Vektor intenzity elektrického poľa. Princíp superpozície elektrických polí.

Prednáška 1. Vektorový tok intenzity elektrického poľa. Ostrogradského–Gaussova elektrostatická veta, jej reprezentácia v diferenciálnej forme. Potenciál elektrostatického poľa. Potenciál. Normalizácia potenciálu. Vzťah medzi vektorom intenzity elektrostatického poľa a potenciálom. Práca síl elektrostatického poľa. Potenciál nabíjacieho systému.

Prednáška 3. Cirkulácia vektora intenzity elektrického poľa. Cirkulačná veta, jej reprezentácia v diferenciálnom tvare. Poissonove a Laplaceove rovnice. Elektrický dipól. Potenciál a intenzita poľa dipólu.

Prednáška 4. Vodiče v elektrostatickom poli. Elektrostatická indukcia. Sila poľa na povrchu a vo vnútri vodiča. Rozloženie náboja po povrchu vodiča. Elektrostatická ochrana. Vzťah medzi nábojom a potenciálom vodiča. Elektrická kapacita. Kondenzátory. Kapacita plochých, guľových a valcových kondenzátorov. Vodivá guľa v rovnomernom elektrostatickom poli.

Prednáška 5. Dielektrika. Bezplatné a viazané poplatky. Vektor polarizácie. Vzťah medzi polarizačným vektorom a viazanými nábojmi. Vektor elektrickej indukcie v dielektriku. Dielektrická susceptibilita a dielektrická konštanta a látky. Materiálová rovnica pre vektory elektrického poľa. Ostrogradského–Gaussova veta pre dielektrikum. Jeho diferenciálna forma. Okrajové podmienky pre vektory napätia a elektrickú indukciu. Dielektrická guľa v rovnomernom elektrickom poli.

Prednáška 6. Energia sústavy elektrických nábojov. Interakčná energia a vlastná energia. Energia elektrostatického poľa a jej objemová hustota. Energia elektrického dipólu vo vonkajšom poli. Ponderomotorické sily v elektrickom poli a metódy ich výpočtu. Vzťah medzi podromotorickými silami a energiou nábojového systému.

Prednáška 7. Elektrónová teória polarizácie dielektrík. Miestne pole. Nepolárne dielektriká. Clausius-Mossottiho vzorec. Polárne dielektrika. Langevinova funkcia. Polarizácia iónových kryštálov. Elektrické vlastnosti kryštálov. Pyroelektrika. Piezoelektrika. Priamy a inverzný piezoelektrický jav a ich aplikácia. Feroelektrika. Štruktúra domény feroelektriky. Hysteréza. Curieov bod. Aplikácia feroelektriky.

Prednáška 8. Konštantný elektrický prúd. Prúdová sila a hustota. Aktuálne linky. Elektrické pole vo vodiči s prúdom a jeho zdroje. Rovnica kontinuity. Podmienka, aby bol prúd stacionárny. Elektrické napätie. Ohmov zákon pre časť obvodu. Elektrický odpor. Ohmov zákon v diferenciálnej forme. Špecifická elektrická vodivosť látky.

Prednáška 9. Prúdy v spojitých médiách. Uzemnenie. DC prevádzka a napájanie. Joule-Lenzov zákon a jeho diferenciálna forma. Vonkajšie sily. Elektromotorická sila. Ohmov zákon pre uzavretý okruh. Rozvetvené reťaze. Kirchhoffove pravidlá. Príklady ich aplikácie.

Prednáška 10. Magnetostatika. Interakcia prúdov. Aktuálny prvok. Biot-Savart-Laplaceov zákon a jeho terénna interpretácia. Vektor indukcie magnetického poľa. Vplyv magnetického poľa na prúd. Amperov zákon. Veta o cirkulácii vektora indukcie magnetického poľa. Diferenciálna forma cirkulačnej vety. Vírový charakter magnetického poľa. Rovnica je div B = 0. Koncept vektorového potenciálu. Relativistická povaha magnetických interakcií.

Prednáška 11. Elementárny prúd a jeho magnetický moment. Magnetické pole elementárneho prúdu. Elementárny prúd v magnetickom poli. Magnetické pole pohybujúceho sa náboja. Interakcia pohybujúcich sa nábojov. Lorentzova sila. Hallov efekt.

Prednáška 12. Vektorový tok magnetickej indukcie (magnetický tok). Koeficient vlastnej indukčnosti (indukčnosť). Koeficient vzájomnej indukcie dvoch okruhov. Funkcia potenciálneho prúdu. Sily pôsobiace na obvod s prúdom. Interakcia dvoch obvodov s prúdom.

Prednáška 13. Elektromagnetická indukcia. Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie a jeho diferenciálna forma. Lenzove pravidlo. Indukčné metódy merania magnetických polí. Toki Fuko. Fenomén samoindukcie. Extra prúdy zatvárania a lámania. Magnetická energia prúdu. Magnetická energia sústavy prúdových obvodov. Energia magnetického poľa a jeho objemová hustota.

Prednáška 14. Magnetika. Koncept molekulárnych prúdov. Magnetizačný vektor látky a jeho spojenie s molekulárnymi prúdmi. Vektor intenzity magnetického poľa. Magnetická permeabilita a magnetická susceptibilita látky. Materiálová rovnica pre vektory magnetického poľa. Okrajové podmienky pre vektory intenzity a indukcie magnetického poľa. Magnetická ochrana. Vplyv tvaru magnetu na jeho magnetizáciu.

Prednáška 15. Klasifikácia magnetických materiálov. Diamagnety, paramagnety a feromagnety. Klasický popis diamagnetizmu. Larmorova precesia. Paramagnetizmus. Langevinova teória. Mikroskopické nosiče magnetizmu. Magneto-mechanický experiment Einstein-de-Haas. Barnettov mechanomagnetický experiment. Gyromagnetický pomer.

Prednáška 16. Feromagnety. Spontánna magnetizácia a Curieova teplota. Štruktúra domény. Magnetizačná hysteréza, Stoletovova krivka. Zvyšková indukcia a donucovacia sila. Teplotná závislosť magnetizácie. Sily pôsobiace na magnety v magnetickom poli.

Prednáška 17. Kvázistacionárne prúdy. Podmienky pre kvázistacionaritu. Prechodové procesy v RC a LC obvodoch. Elektromagnetické vibrácie. Oscilačný obvod. Prirodzené vibrácie v obvode. Rovnica harmonických kmitov. Energia uložená v okruhu. Tlmené oscilácie. Index útlmu. Relaxačný čas. Logaritmické zníženie tlmenia. Faktor kvality obrysu. Oscilácie v združených obvodoch. Čiastkové kmity a ich frekvencie. Normálne vibrácie (režimy).

Prednáška 18. Nútené oscilácie v obvode. Proces vytvárania nútených oscilácií. Striedavý sínusový prúd. Aktívny, kapacitný a indukčný odpor. Impedancia. Ohmov zákon pre obvody striedavého prúdu. Metóda vektorového diagramu a metóda komplexnej amplitúdy.

Prednáška 19. Napäťová rezonancia. Napätia a prúdy pri rezonancii. Šírka rezonančnej krivky. Rezonancia prúdov. Kirchhoffove pravidlá pre striedavé obvody. AC prevádzka a napájanie. Efektívne hodnoty prúdu a napätia.

Prednáška 20. Technická aplikácia striedavých prúdov. Generátory a elektromotory. Trojfázový prúd. Získanie a využitie rotujúceho magnetického poľa. Zapojenie vinutia do hviezdy a trojuholníka. Fázové a sieťové napätia. Transformátor. Princíp činnosti, prístroj, aplikácia. Transformačný koeficient. Úloha jadra.

Prednáška 21. Vysokofrekvenčné prúdy. Efekt pokožky. Hrúbka vrstvy kože. Maxwellov systém rovníc ako zovšeobecnenie experimentálnych údajov. Vodivý prúd a posuvný prúd. Vzájomné premeny elektrických a magnetických polí. Elektromagnetické vlny. Vlnová rovnica. Umov-Poyntingov vektor. Rýchlosť šírenia elektromagnetických vĺn.

Prednáška 22. Klasická teória elektronickej vodivosti Drude – Lorentz. Skúsenosti Tolmana a Stewarta. Ohmov, Joule-Lenzov a Wiedemann-Franzov zákon. Obmedzenia klasickej elektronickej teórie. Pojem pásová teória pevných látok. Energetické hladiny a tvorba energetických zón. Pauliho princíp. Fermi-Diracova štatistika. Vlastnosti pásovej štruktúry dielektrík, polovodičov a kovov. Vysvetlenie vodivosti pevných látok pomocou teórie pásov.

Prednáška 23. Polovodiče. Vlastná a prímesová vodivosť polovodičov. Polovodiče typu P a n, prechod pn. Aplikácie polovodičov: polovodičové diódy, tranzistory, fotodiódy, fotorezistory. Kontaktné javy. Rozdiel kontaktného potenciálu. Termoelektrina. Termomotorická sila. Termočlánky. Peltierov efekt. Thomsonov fenomén. Supravodivosť. Základné vlastnosti supravodičov. Magnetická indukcia vo vnútri supravodiča. Meissnerov efekt. Kritické pole. Vysokoteplotná supravodivosť. Aplikácia supravodičov.

Parné turbíny jadrových elektrární. Časť 1. Teória tepelného procesu.

Kurz „Parné turbíny jadrových elektrární. Časť 1. Teória tepelného procesu“ je určená na získanie systematických vedomostí o princípe fungovania, štruktúre a teórii tepelného procesu. viacstupňové parné turbíny nasýtenej pary jadrových elektrární a vytváranie zručností a schopností vykonávať štandardné tepelné výpočty turbíny kroky.