FC2707 Elektřina a magnetismus CŽV

Pedagogická fakulta
podzim 2024
Rozsah
3/0/3. 24 hodin. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
Mgr. Jan Čech, Ph.D. (přednášející)
Garance
Mgr. Jan Čech, Ph.D.
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Jana Jachymiáková
Dodavatelské pracoviště: Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Rozvrh seminárních/paralelních skupin
FC2707/KombiPred01: So 21. 9. 8:00–10:50 učebna 3, Pá 27. 9. 14:00–16:50 učebna 3, Pá 18. 10. 16:00–18:50 učebna 3, So 26. 10. 9:00–11:50 učebna 3, So 2. 11. 8:00–10:50 učebna 3, Pá 8. 11. 12:00–14:50 učebna 3, Pá 6. 12. 12:00–14:50 učebna 3, Pá 13. 12. 13:00–15:50 učebna 3, J. Čech
Předpoklady
FC2701 Mechanika a molekulová fyzika CŽV
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získání přehledných vědomostí o tématu elektřina a magnetismus na vysokoškolské úrovni a jejich aplikaci na základní typy příkladů. Důraz je kladen na logickou stavbu této vědní disciplíny a na získání znalostí a dovedností, potřebných pro výuku fyziky na základní škole. Z těchto důvodů je do kurzu zařazeno větší množství školních experimentů a zdůrazněn vztah tématu k probírané látky k praxi, přírodě, domácnosti, technickým aplikacím apod.
Vědomosti: Systematický přehled s porozuměním a schopností řešit základní úlohy elektřiny a magnetismu s důrazem na aplikaci ve vzdělávání. Vazba probíraných témat na jevy v každodenní praxi. Důležitost dodržování bezpečnosti práce a předpisů ve vztahu k elektrickým zařízením ve školní/každodenní praxi.
Dovednosti: Dokázat identifikovat principy přírodních dějů a technických aplikací. Provést aproximaci na bázi základních fyzikálních zákonů a následně výpočet jednoduchých aplikačních příkladů. Znát jednoduché školské experimenty a vztah probírané látky k praktickým aplikacím. Uvědomovat si fyzikální podstatu praktických aplikací a jevů i s ohledem na bezpečnost a ekonomičnost užívání elektrických zařízení. Dokázat provádět kvalifikovaný odhad hodnot.
Postoje: Osvojit si hodnoty objektivity a významu vědecké práce. Osvojit si přístupy racionálního a kritického nazírání na celospolečenské problémy optikou fyzikálního korektivu.
Výstupy z učení
Po absolvování předmětu by účastníci měli vědět a umět:
Základní pojmy a zákon z elektřiny a magnetismu a jejich aplikace na jednoduchých úlohách včetně aplikace základů diferenciálního a integrálního počtu
Identifikovat základní zákonitosti jevů, dějů a aplikací vztahujících se k tématu elektřiny a magnetismu
Vyložit základní principy těchto jevů, dějů a technických aplikací teoreticky i za pomoci jednoduchých/modelových experimentů (myšlenkových, či demonstračních)
Osnova
  • 1. Elektrický náboj; základní pojmy elektrostatiky; Coulombův zákon
  • 2. Elektrické pole; pojem intenzity elektrického pole a jejího výpočtu
  • 3. Gaussův zákon elektrostatiky a jeho aplikace na základních geometriích
  • 4. Elektrický potenciál; Souvislost potenciálu a intenzity elektrického pole v elektrostatice
  • 5. Kapacita; Kondenzátory a dielektrika v elektrickém poli
  • 6. Elektrický proud; Ohmův zákon; Jednoduchý obvod
  • 7. Rozvětvený obvod; Kirchhoffovy zákony; RC obvod
  • 8. Magnetické pole; Pohyb nabitých částic v magnetickém poli; Účinek magnetického pole na proudovodiče
  • 9. Magnetické pole buzené elektrickým proudem; Biotův-Savartův zákon; Ampérův zákon
  • 10. Elektromagnetická indukce; LR obvod; Elektromagnetické kmity
  • 11. Magnetické pole v látce; Střídavé obvody a přenos elektrické energie
  • 12. Maxwellovy rovnice a elektromagnetická vlna ve vakuu
Literatura
    povinná literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika : vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno: Vutium, 2000, viii, 298. ISBN 8021418680. info
    doporučená literatura
  • ŠTOLL, Ivan. Elektřina a magnetismus. Vyd. 2. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2003, 215 s. ISBN 8001026930. info
  • TIRPÁK, Andrej. Elektromagnetiznus. Bratislava: Polygrafia SAV, 1999, 710 s. ISBN 80-88780-26-8. info
Výukové metody
přednáška, početní cvičení a demonstrační experimenty; přednáška bude probíhat formou rozpravy na základě předchozího samostatného studia zadaného tématu (metoda převrácené třídy, peer-instruction, …)
Metody hodnocení
zkouška s průběžným hodnocením v rámci semestru:
- průběžné hodnocení: aktivní práce na seminářích (počítání modelových úloh); odpovědníky a písemné testy (min. 50 % bodů); účast na seminářích
- zkouška, jejíž součástí je: závěrečný test (min. 50 % bodů); ústní část při níž studující prezentuje vylosovaná témata formou strukturovaného výkladu, který může být doplněn požadavkem na doprovození výkladu jednoduchým školským experimentem.
Informace učitele
Systematický přehled vědní disciplíny naleznete např. na portálu HyperPhysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/index.html
Pro studenty na zahraniční stáži (ERASMUS aj.): Požadavky ke splnění předmětu budou individuálně nastaveny v kontextu absolvovaných předmětů na zahraniční stáži a také v souladu s cíli a výstupy z učení daného studijního programu.
Studijní opora
https://is.muni.cz/auth/el/ped/podzim2024/FC2707/index_whwqg.qwarp
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/ped/podzim2024/FC2707