Dopunski komentari ispitnih zadataka (od 9. septembra 2021.)
1. zadatak:
Definicioni izraz za vektor jačine elektrostatičkog polja - količnik Kulonove sile koja deluje na pozitivno probno opterećenje KADA SE OVO NALAZI U TAČKI U KOJOJ SE ODREĐUJE VEKTOR JAČINE ELEKTROSTATIČKOG POLJA i probnog opterećenja. Znači, kada se određuje vektor jačine el. stat. polja u nekoj tački M, u tu tačku M treba postaviti pozitivno probno opterećenje i odrediti silu koja na ovo opterećenje deluje.
Nije dovoljno reći samo koloičnik Kulonove sile i probnog opterećenja na koje sila deluje, jer bi to značilo da se probno opterećenje može nalaziti u jednoj tački, npr. P, a određivati vektor jačine el. stat. polja u drugoj tački, npr. M, što je svakako pogrešno, a bilo bi i nelogično.
U opštem slučaju, el. polje se menja od tačke do tačke, menja se i Kulonova sila od tačke do tačke.
2. zadatak:
1) U okolini naelektrisanog tela postoji el. polje. Nepokretna naelektrisanja - elektrostatičko polje.
2) Elektrostatičko polje - ne menja se u vremenu. U prostoru se, u opštem slučaju, menja (u različitim tačkama je različito).
3) Elektrostatičko polje se može precizno tehnički izraziti (opisati) - tj. kvantifikovati: a) vektorom jačine elektrostatičkog polja (vektor, kao samo ime kaže); b) potencijalom (sklalar). Može i pomoću linija polja...
4) Određivanje vektora jačine elektrostatičkog polja moguće je:
a) klasičnom metodom, sabiranjem elementarnih vektora jačine el. stat polja koje potiču od pojedinih tačkastih naelektrisanja (znači koje stavraju pojedina tačkasta naelektrisanja), po celom naelektrisanom telu (uzimaju se u obzir sva polja koja stvaraju sva tačkasta naelektrisanja koja čine naelektrisano telo).
b) Primenom Gausovog zakona ((generalisani) važi uvek, ali matematički se jednostavno primenjuje na tela sa visokoim stepenom simetrije; beskonačno dugačak cilindar to jeste). Na svim prethodnim ispitima je bilo pitanje čemu služi Gausov zakon. U ovom zadatku je trebalo koristiti Gausov zakon za ono čemu služi - za određivanje vektora jačine el. stat. polja.
5) prilikom izbora zamišljene zatvorene površine - izabrati onu koja "prati" oblik tela (tada je račun jednostavan, jer je vektor jačine el. stat polja upravan na provodno telo, a na fiksiranom rastojanju od tela je očekivano da ima fiksirani (isti) intenzitet).
6) Naelektrisani cilindar, kao i svako drugo naelektrisano telo, u svojoj okolini stvara el. polje. Analitički izraz za vektor jačine el. stat. polja. naravno NIJE ISTI za naelektrisani cilindar i naelektrisanu sferu. Za različita naelektrisana tela, razlikuju se analitički izrazi koji predstavljaju vektor jačine el. stat. polja koje stvara određeno naelektrisano telo.
7) Izabrati valjkastu zamišljenu zatvorenu površinu, osa zamišljenog valjka da se poklapa sa osom cilindra.
8) Fluks vektora jačine el. stat. polja postoji samo kroz omotač valjka. Kroz bazise NE POSTOJI.
9) S obzirom da je cilindar beskonačno dugačak, data je poduža gustina naelektrisanja. Ukupna količina naelektrisanja na beskonačno dugačkom cilindru je beskonačna, takav podatak ne bi imao nikakav značaj za proračun. Nije jasno zašto su pojedini studenti zamenjivali brojnu vrednost podužne gustine naelektrisanja u veličinu koja je količina naelektrisanja. Naravno, i dimenziono (na osnovu jedinica) se vidi da je reč o različitim fizičkim veličinama.
10) Više puta sam istakao: el. polje postoji samo u OKOLINI naelektrisanih tela. Unutar naelektrisanog tela NE POSTOJI. To se vidi i iz Gausovog zakona (primeniti na unutrašnjost tela, u unutrašnjosti tela ne postoje slobodna naelektrisanja).
3. zadatak:
a) KZS Treba uzeti u obzir - algebarski sabrati - struje svih grana koje se sustiču u čvoru. Većina studenata je uzimala samo 3 struje, a bile su 4 grane sa 4 struje.
b) KZN Označiti napone na pojedinim komponentama (sa usvojenim ref. smerovima), pa ih algebarski sabrati po petlji. Većina uključuje Omov zakon, sabira proizvode struja i odgovarajućih otpornosti. Priznavao sam ko je tačno uradio, ali je tu reč o Modifikovanom KZN. Šta kada u kolu postoje npr. i tranzistori? Kako onda sabirati napone sa karakteristikom komponente (tranzistora)? I tada se samo označe naponi između priključaka tranzistora i algebarski sabiraju po (zatvorenoj) konturi. Uvek je moguće označiti napone i sabrati ih algebarski.
v) MKS Bile su 4 nezavisne konture. Trebalo je ucrtati u šemu te 4 konture i usvojiti smer konturne struje (za svaku od 4 konture). Obavezno samo jedna kontura mora obuhvatiti jedan strujni generator; od 4 usvojene konture - jedna obuhvata jedan strujni generator, a druga obuhvata drugi strujni generator. Naravno, sve grane el. kola moraju biti obuhvaćene bar jednom konturom.
Pišu se dve klasične jednačine po MKS, i još dve jednakosti: da je konturna struja koja obuhvata jedan strujni generator jednaka struji obuhvaćenog str generatora; da je konturna struja koja obuhvata drugi strujni generator jednaka struji obuhvaćenog str generatora br. dva. U dve "klasične" jednačine, pored koeficijenata R11 i R12, mogu se javiti i koeficijenti R13 i R14, ukoliko su neke grane (otpornosti) zajedničke za prvu izabranu konturu i za konturu koja obuhvata prvi ili drugi strujni generator!!! (ovo niko nije tačno uradio). Isto i za drugu "klasičnu" jednačinu, pored koeficijenata R21 i R22, mogu (ne moraju, ali mogu, zavisi od izbora kontura) postojati i koeficijenti R23 i R24, uz odgovarajuće konturne struje.
g) Ekvivalentna otpornost između dva priključka: a) unutrašnja otpornost idealnog naponskog izvora je nula (idealni naponski izvor se može zameniti kratkim spojem); unutrašnja otpornost idealnog strujnog izvora je beskonačno velika (idealni strujni izvor se može zameniti otvorenom vezom). Treba pažljivo uočiti serijske odnosno paralelne veze pojedinih otpornika, i na osnovu toga napisati kolika je ekv otpornost između dva priključka.
Kada se određuje šta komponenta vidi kada gleda u ostatak kola, ta komponenta se izbriše, ostave se otvoreni priključci između kojih je dotična komponenta prethodno bila vezana, i gleda se ekvivalentna otpornost između pomenutih priključaka. Praktično se stavlja u poziciju komponente i gleda se kolika se ekv. otpornost vidi. Što se veza komponenti u okviru el. kola tiče, nema levo - desno, gore - dole, bliže - dalje, samo serijske i paralelne veze. Setiti se, da se komponente koje su povezane provodnim kablovima, u laboratoriji, mogu isprepletati - što nema nikakav uticaj na struje i napone u takvom el. kolu (koje su komponente levo a koje desno - nema značaj). (Veze mogu biti i zvezda - trougao, o tome nije bilo reči u kursu).
4. zadatak:
Dva izvora i dva otpornika čine el. kolo. Svaki proračun je veoma kratak i lak.