PMP003: Elektricitet i magnetizam (251428)

 9 
ECTS
60 P + 15 S + 30 A
20% primjene e-učenja
Odjel za fiziku (Sceduly)
Nositelji: Lucija Krce, Petar Stipanović
Suradnici:
Ciljevi predmeta
Razumijevanje osnova klasične elektrodinamike.
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta
Predznanje iz elementarne matematike koja se polaže državnoj maturi, razine A.
Očekivani ishodi učenja
1. Razviti jednostavni fizički model primjenjiv na rješavanje zadanog problema iz područja elektromagnetizma.
2. Matematički formulirati dani fizički model iz područja elektromagnetizma, te rješavati i evaluirati numeričke zadatke za poznate sustave iz područja elektromagnetizma.
3. Demonstrirati poznavanje osnovnih postavki elektrostatike i Coulombovog zakona, te Gaussovog zakona i njegove primjene.
4. Demonstrirati poznavanje Kirchhoffovih pravila za strujne krugove i njihovu primjenu.
5. Kvalitativno i kvantitativno opisati i povezati električno i magnetsko polje naboja u gibanju.
6. Primijeniti poznavanje osnovnih postavki magnetostatike, Biot-Savartovog i Ampereovog zakona, te Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije.
7. Kvalitativno opisati i usporediti magnetska svojstva materijala (dija-, para- i fero-magnetizam).
8. Definirati i razlikovati temeljne pojmove i zakonitosti povezane s konceptom izmjenične struje, te primijeniti metode rotirajućih vektora i kompleksnih brojeva pri rješavanju problema vezanih za krugove izmjenične struje.
9. Demonstrirati poznavanje Maxwellovih jednadžbi i elektromagnetskih valova u vakuumu.
Sadržaj predmeta
Seminari (1 sat) i vježbe (2 sata) prate predavanja (4 sata) po cjelinama:
1. Električni naboj. Coulombov zakon.
2. Skalarna i vektorska polja. Električno polje.
3. Nabla operator. Gaussov i Stokesov teorem. Gaussov zakon u elektrostatici.
4. Električni potencijal. Poissonova i Laplaceova jednadžba.
5. Električni kapacitet i energija.
6. Električna struja. Ohmov zakon. Kirchhoffova pravila.
7. Složeni strujni krugovi.
8. Električno i magnetsko polje naboja u gibanju.
9. Putanje naboja. Vodič u magnetskom polju. Primjene (ubrzivači, Hallova pojava).
10. Biot-Savartov i Amperéov zakon. Magnetski vektorski potencijal.
11. Faradayev zakon elektromagnetske indukcije. Lenzovo pravilo.
12. Maxwellove jednadžbe. Elektromagnetski valovi.
13. Izmjenične struje u strujnim krugovima. Metoda rotirajućih vektora. Metoda kompleksnih brojeva. Transformatori
14. Električna polja u tvarima. Dielektrici. Polarizacija.
15. Magnetska polja u (dija-, para- i fero-magnetičnim) tvarima. Magnetizacija.
Vrste izvođenja nastave
- Predavanja
- Seminari
- Vježbe
- Samostalni zadaci
- Multimedija
Obveze studenata
1. Aktivno sudjelovati u nastavi kritičkim prosuđivanjem i argumentiranjem mišljenja, pitanjima i odgovorima na pitanja.
2. Riješiti zadane probleme iz elektromagnetizma.
Praćenje rada studenata (ECTS)
- Pohađanje nastave (3.5)
- Seminarski rad (0.5)
- Usmeni ispit (2.5)
- Pismeni ispit (2.5)
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata
Konačna se ocjena formira nakon što student položi oba ispitna dijela:
pismeni ispit (primjena, 50% ocjene) i usmeni ispit (teorija, 50% ocjene).
Tijekom nastave provode se kratke provjere ishoda učenja preko kojih se je moguće osloboditi dijela ispita te kolokviji (problemski zadaci) preko kojih se je moguće osloboditi svih dijelova pismenog ispita.
Obvezna literatura
E. M. Purcell (preveo Ksenofont Ilakovac): Elektricitet i magnetizam, udžbenik fizike Sveučilišta u Berkeleyu, Tehnička knjiga, Zagreb,1988.
Halliday, Resnick, Walker: Fundamentals of Physics, John Wiley & Sons, više izdanja.
R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, vol. II, Addison-Wesley, 1978. URL: https://www.feynmanlectures.caltech.edu
E. Babić, R. Krsnik i M. Očko: Zbirka riješenih zadataka iz fizike, Školska knjiga, Zagreb 2004.
Izborna literatura
[1] Bilješke s predavanja, PMFST.
[2] I. E. Irodov: Problems in General Physics, Roorkee: CL Media.
Načini praćenja kvalitete
1. Nastavnici, koji imaju predmete koreliranih ishoda učenja, surađuju i zajednički vode brigu o kvaliteti nastave.
2. Statistika ispitnih rezultata i vrednovanje uspješnosti u skladu s navedenim ishodima učenja.
3. Studentsko evaluiranje putem anonimne ankete koja se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu.
Izvedba
Sveučilišni prijediplomski studij
 •  Fizika (obvezni 2. sem.)
 •  Matematika; smjer: Primijenjena matematika (obvezni 4. sem.)
 •  Matematika i fizika (obvezni 2. sem.)
 
Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.