====== BAB17EMP – Elektromagnetické pole ====== ===== Anotace ===== Předmět seznamuje studenty se základy aplikované teorie elektromagnetického pole, poskytuje základní fyzikální pohled na studované jevy a děje a tento pohled zasazuje do rámce praktického inženýrského využití vykládaných zákonitostí. Absolvent předmětu získá v této oblasti potřebné základní vědomosti pro studium návazných předmětů souvisejících s návrhem elektronických prvků a obvodů, komunikačních systémů a dalších technologií. ===== Forma ===== Přednášky 1x týdně 90min. + cvičení 1x týdně 90min. - vybrané příklady jsou řešeny i na přednáškách, některé partie předmětu jsou vyloženy i na cvičeních - doporučení je navštěvovat jak přednášky, tak cvičení - budou zadány celkově čtyři domácí úlohy (v 2., 4., 7. a 12. týdnu) - v 5. a 9. týdnu proběhnou krátké semestrální testy Přednášky se konají v místnosti T2:C3-135. Cvičení se konají v místnostech T2:B2-621 (ranní cvičení) a T2:C4-459, více viz KOS/https://udb.fel.cvut.cz/. Veškerou komunikaci, prosíme, směřujte na adresu **''em@fel.cvut.cz''** ===== Rozsah ===== * 2 + 2 hodiny týdně * 14 týdnů * zkouška * 5 kreditů ===== Požadavky ===== __Bodované aktivity:__ * 4x domácí úloha (4x8 bodů) * 2x krátký test v semestru (2x9 bodů) * zkouškový test: 40 bodů * ústní zkouška: 20 bodů __Poznámky:__ * Pro získání zápočtu je potřeba získat alespoň 15 bodů ze semestru. * Veškeré body ze semestru se započítávají do výsledného hodnocení. * Je potřeba získat alespoň 10 bodů ze zkouškového testu. * Ústní zkouška je nepovinná. __Hodnocení:__ | **ECTS hodnocení** ^ **Počet bodů** ^ **Známka** ^ | A | 90-110 | 1 | | B | 80-89 | 1,5 | | C | 70-79 | 2 | | D | 60-69 | 2,5 | | E | 50-59 | 3 | | F | 0-49 | 4 | ===== Osnova ===== Viz [[https://intranet.fel.cvut.cz/cz/education/bk/predmety/55/93/p5593906.html|KOS sylabus]]. ===== Literatura ===== [1] Novotný, K.: //Teorie elektromagnetického pole//, FEL ČVUT\\ [2] Pankrác, V., Hazdra, P., Novotný, K.: //Teorie elektromagnetického pole -- Příklady//, FEL ČVUT\\ [3] Feynman, R. F.: //Feynmanovy přednášky z fyziky//, 2. díl\\ [4] Sedlák, B., Štoll, I.: //Elektřina a magnetismus//, MFF UK\\ [5] Griffiths, D. J.: //Introduction to Electrodynamics//\\ [6] Hayt, W. H., Buck, J. A.: //Engineering Electromagnetics//\\ [7] Purcell, E. M., Morin, D. J.: //Electricity and Magnetism// {{ :courses:bab17emp:materials:Novotny_TeorieEMpole1_.pdf | Studijní text ("26") }} ===== Materiály ===== Za primární materiál se považují poznámky vedené studentem během semestru. Nad rámec těchto poznámek odkazujeme do literatury výše. * {{ :courses:bab17emp:support:bab17emp_ws25-26_formulas_v250909.pdf | Základní rovnice}} * {{ :courses:bab17emp:support:bab17emp_ws25-26_identities_v250924.pdf | Užitečné identity pro výpočty}} * {{ :courses:bab17emp:support:bab17emp_ws25-26_examples_v253009.pdf | Sbírka úloh}} ===== Zpětná vazba ===== Uvědomujeme si, že předmět běží krátce a jeho obsah není jednoduchý. Z tohoto důvodu studenty prosíme v případě jakékoliv zpětné vazby o reakci zde: [[https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe_5J2siAb3carwNsyavLIhmQDZFUtvIwzqKzDopkwnUw6QvA/viewform?vc=0&c=0&w=1&flr=0&usp=mail_form_link|Google Forms]] Zpětná vazba může být jedna věta, či celý odstavec. Odpovědi jsou anonymní (nicméně přístup je omezen pouze na studenty FEL). Děkujeme. ===== Harmonogram ===== **1. týden** __Přednáška (24. 9. 2025)__, Úvod do studia elektromagnetického pole * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week01_v250909.pdf | O předmětu}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 1-12, [3] 13-62, [5] 1-58 __Cvičení (25. 9. 2025)__, Rekapitulace nutného matematického aparátu * Operace s vektory ("Abstraktní a konkrétní lineární algebra", kapitola 1.1, J. Velebil), souřadnice vektoru vůči bázi ("Abstraktní a konkrétní lineární algebra", kapitola 9.2, J. Velebil) * Polohové vektory a souřadnicové systémy, vektorové systémy ("O vztahu matematiky a fyziky", kapitola 7, P. Kulhánek) * Derivace ("Diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné, kapitola 5, J. Tkadlec), směrové derivace a gradient ("Diferenciální počet funkcí více proměnných", kapitola 5, J. Hamhalter a J. Tišer), divergence a rotace ("Integrální počet funkcí více proměnných", kapitola 11, J. Hamhalter a J. Tišer) * Integrální počet ("Diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné, kapitola 8, J. Tkadlec), integrální substituce ("Integrální počet funkcí více proměnných", kapitoly 3 a 4.2, J. Hamhalter a J. Tišer), křivkový integrál ("Integrální počet funkcí více proměnných", kapitoly 7 a 8, J. Hamhalter a J. Tišer), plošný integrál ("Integrální počet funkcí více proměnných", kapitoly 9 a 10, J. Hamhalter a J. Tišer) * Integrální věty ("Integrální počet funkcí více proměnných", kapitola 11, J. Hamhalter a J. Tišer) a diferenciální identity ("O vztahu matematiky a fyziky", kapitola 4, P. Kulhánek) ---- **2. týden** __Přednáška (1. 10. 2025)__, Elektrostatika 1 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week02_v250929.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 13-21, [3] 62-66, [5] 59-70 __Cvičení (2. 10. 2025)__, Elektrostatika -- procvičení Coulombova zákona, superpozice nábojů * Kružnice s rovnoměrnou liniovou hustotou náboje ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/10, V. Pankrác) * Disk s rovnoměrnou plošnou hustotou náboje ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/12, V. Pankrác) * Koule s rovnoměrnou objemovou hustotou náboje ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/12, V. Pankrác) 1. domácí úloha * {{:courses:bab17emp:homework:bab17emp_ws25-26_homework01_v251011.pdf | Zadání domácí úlohy 1}} * [[https://cw.felk.cvut.cz/brute/|Odevzdávací systém BRUTE]] ---- **3. týden** __Přednáška (8. 10. 2025)__, Elektrostatika 2 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week03_v251007.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 22-34, [3] 82-95, [5] 71-82, 88-90, 150-160 __Cvičení (9. 10. 2025)__ Elektrostatika -- procvičení výpočtu elektrického potenciálu * Elektrické pole rovnoměrně nabitého válce ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/20, V. Pankrác) * Potenciál nabité koule ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/31, V. Pankrác) * Potenciál nabitého válce ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/36, V. Pankrác) * Potenciál nabité roviny ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/37, V. Pankrác) * Napětí mezi dvěma válci ("Teorie elektromagnetického pole: příklady", ES/48 (část s napětím), V. Pankrác) ---- **4. týden** __Přednáška (15. 10. 2025)__, Vodiče * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week04_v251015.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 35-37, [3] 104-112, [5] 97-110, 124-130 __Cvičení (16. 10. 2025)__ Elektrostatika - procvičení pole generovaného vodiči * The Electric Dipole (“Modern Electrodanymics", str. 92, A. Zangwill) * Elektrické pole v nabitém vodiči (“Teorie elektromagnetického pole : příklady”, ES/4, V. Pankrác) * Kapacita koaxiálního kabelu (“Teorie elektromagnetického pole : příklady”, ES/42, V. Pankrác) * Vzájemná kapacita kulových elektrod (“Teorie elektromagnetického pole : příklady”, ES/47, V. Pankrác) ---- **5. týden** __Přednáška (22. 10. 2025)__, Dielektrika a kapacita * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week05_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 61-73, 79-82, 38-39 [3] 174-180, [5] 83-87, 113-118, 167-181 __Cvičení (23. 10. 2025)__ * TBA 2. domácí úloha * {{:courses:bab17emp:homework:bab17emp_ws25-26_homework02_vxxxxxx.pdf | Zadání domácí úlohy 2}} * [[https://cw.felk.cvut.cz/brute/|Odevzdávací systém BRUTE]] ---- **6. týden** __Přednáška (29. 10. 2025)__, Síly a energie v elektrostatice * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week06_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 40-51, [5] 181-193 __Cvičení (30. 10. 2025)__ * TBA 1. test ---- **7. týden** __Přednáška (5. 11. 2025)__, Clausius-Mossotiho vztah, dielektroforéza * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week07_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 54-58, [2] 182-185, [5] 91-96, 197-204 __Cvičení (6. 11. 2025)__ * TBA ---- **8. týden** __Přednáška (12. 11. 2025)__, Stacionární proudové pole * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week08_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 59-60, 83-86 [3] 187-203, 225-227 __Cvičení (13. 11. 2025)__ * TBA ---- **9. týden** __Přednáška (19. 11. 2025)__, Stacionární magnetické pole 1 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week09_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 87-100, [3] 398-404, 240, 255-256, [5] 213-227 __Cvičení (20. 11. 2025)__ * TBA 3. domácí úloha * {{:courses:bab17emp:homework:bab17emp_ws25-26_homework03_vxxxxxx.pdf | Zadání domácí úlohy 3}} * [[https://cw.felk.cvut.cz/brute/|Odevzdávací systém BRUTE]] ---- **10. týden** __Přednáška (26. 11. 2025)__, Stacionární magnetické pole 2 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week10_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 100-107, 111, [3] 242-251, [5] 226-246 __Cvičení (27. 11. 2025)__ * TBA ---- **11. týden** __Přednáška (3. 12. 2025)__, Magnetické materiály 1 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week11_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 113-115, [3] 252-255, 276-277, [5] 269-283 __Cvičení (4. 12. 2025)__ * TBA 2. test ---- **12. týden** __Přednáška (10. 12. 2025)__, Magnetické materiály 2 * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week12_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 116-129, 135-138, [3] 280-308, [5] 251-253, 284-294, 316-320, 325-334 __Cvičení (11. 12. 2025)__ * TBA ---- **13. týden** __Přednáška (17. 12. 2025)__, Pomalu se měnící (kvazistatické) pole * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week13_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: [1] 142-159, [3] 308-311, 317-330, [5] 336-348 __Cvičení (18. 12. 2025)__ * TBA 4. domácí úloha * {{ :courses:bab17emp:homework:bab17emp_ws25-26_homework04_vxxxxxx.pdf | Zadání domácí úlohy 4}} * [[https://cw.felk.cvut.cz/brute/|Odevzdávací systém BRUTE]] ---- **14. týden** (7. 1. 2026), Maxwellovy rovnice, vlnová rovnice __Přednáška (17. 12. 2025)__, Pomalu se měnící (kvazistatické) pole * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_week17_vxxxxxx.pdf | Studijní podklady}} * Odkazy na studijní literaturu: __Cvičení (8. 1. 2026)__ * TBA Zápočet ---- **Zkouškové období** (12. 1. - 15. 2. 2026) Zkouška ([[https://www.kos.cvut.cz/]]) * {{:courses:bab17emp:slides:bab17emp_ws25-26_allWeeks_vxxxxxx.pdf | Kompletní podklady k přednáškám}} * {{:courses:bab17emp:materials:bab17emp_ws25-26_final_T_v250909.pdf | Vzor zkouškového testu (Teorie)}} * {{:courses:bab17emp:materials:bab17emp_ws25-26_final_E_v250909.pdf | Vzor zkouškového testu (Příklady)}} ===== Vyučující ===== prof. Ing. Miloslav Čapek, Ph.D. (garant předmětu, přednášející) Ing. Vojtěch Neuman (cvičící) Ing. Štěpán Bosák (cvičící) ===== Kontakt ===== ''**em@fel.cvut.cz**'' Miloslav Čapek, T2-B2:634 (Konzultační hodiny jsou možné na základě předchozí domluvy.)