الکترومغناطیس

الکترومغناطیس یکی ازدرسهای مهم رشته مهندسی برق میباشد.

الکترومغناطیس شاخه‌ای از علم فیزیک است که به مطالعهٔ پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی و ارتباط این دو با هم می‌پردازد. از طرفی یکی از ۴ نیرو بنیادی طبیعت است . 

الکترومغناطیس توصیف‌گر بیشتر پدیده‌هایی است(به جز گرانش) که در زندگی روزمره اتفاق می‌افتد.الکترومغناطیس همچنین نیرویی است که الکترون‌ها و پروتون‌ها را در داخل اتم‌ها پیش هم نگه می‌دارد. نیروی الکترومغناطیس است که در هر دو تجلی میدانهای الکتریکی و میدانهای مغناطیسی می‌باشد هر دو جنبه‌های ساده اما مختلف از الکترومغناطیس هستند و از این رو ذاتا یه یکدیگر مربوط اند. بنابراین، تغییر میدان الکتریکی تولید میدان مغناطیسی و برعکس تغییر میدان مغناطیسی تولید میدان الکتریکی می‌کند این اثر به نام القای الکترومغناطیسی است، و اساس عمل برای ژنراتورهای الکتریکی، موتورهای القایی و ترانسفورماتورها می‌باشد . 

 میدانهای الکتریکی معلول چند پدیده‌های الکتریکی معمول هستند مانند:پتانسیل الکتریکی (مانند ولتاژ باتری) و جریان الکتریکی (مانند جریان برق). میدانهای مغناطیسی معلول نیروی مربوط با مغناطیس هستند .

نیروی الکترومغناطیسی از طریق تبادل ذراتی به نام فوتون‌ها و فوتون‌های مجازی عمل می‌کند. مفاهیم نظری الکترومغناطیس منجر به توسعه نسبیت خاص توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ شده‌است .  

سرفصل دروسپیشنهادی: 

-ریاضیات برداری

بردارها واسکالرها، چهار عمل اصلی روی بردارها،بردارهای یکسان ومولفه های یک بردار، تبدیل بردارها بین دستگاههای مختلف، انتگرال گیری توابع برداری، انتگرال خطی و انتگرال سطحی و مشتق گیری توابع برداری، پخشش یا دایورجنس ، پیچش یاکرل، شیب یاگرادیان مشتقهای درجات بالای توابع برداری، قضیه گاوس، قضیه استوکس، قضیه هلمهولتس، معادلات شیب، لاپلاسین، پخشش وپیچش دردستگاههای مختلف، اتحادهای مهم برداری.

-قوانین الکتریسیته ساکن درفضای خالی

قانون کولمب میدان الکتریکی وشدت آن،شدت میدان الکتریکی خط باردار با چگالی یکسان،شدت الکتریکی یک بار صفحه ای یا چگالی یکسان،فلوی الکتریکی وقانون گاوس،پتاسیل الکتریکی،معادله پواسون ومعادله لاپلاس ،انرژی ذخیره شده در میدان الکتریکی،دو قطبی الکتریکی.

-الکتریسیته ساکن دراجسام عایق

پلاریزاسیون عایقها، میدان الکتریکی به علت عایقهای پلاریزه شده توسط حد در سطح مشترک بین دو عایق ،قوه تحمل عایقها.

-الکتریسیته ساکن در فضاهای شامل اجسام هادی.

جسم هادی در میدان الکتریکی ساکن یکنواخت،حذف اجسام هادی وتبدیل مسایل معادل در خلاء، شرایط حد در سطح مشترک بین هادیها وعایقها،روش تصاویر،یک بار نقطه ای در مقابل یک صفحه هادی با سطح نامحدود،یک بار نقطه ای در مقابل کره هادی متصل به زمین ویک بار نقطه ای در مقابل کره هادی متصل به زمین،یک بار نقطه ای درمقابل کره زمین نشده، روش حل مسائل با پتانسیل داده شده در سطوح محدود کننده ، مسئله سه بعدی (دریشله)دردستگاه مختصات مستطیلی، مسئله سه بعدی(دریشله) دردستگاه مختصات کروی، روشهای تقریبی عددی برای حل مسائل الکتریسیته ساکن،خازنها وتعریف ظرفیت آنها، خواص استحفاظی اجسام هادی.

-جریان برق مستقیم درمحیط های هادی

هدایت جریان برق، چگالی جریان وجریان کل، اصل بقاء بار الکتریکی، میدان الکتریکی غیر کنسرواتیو ونیروی محرکه، قانون اهم، شرایط حد برای بردار چگالی جریان، قانون ژول، کاهش بارهای الکتریکی داخل اجسام هادی.

-میدان مغناطیسی ساکن درفضای خالی.

قانون آمپر، چگالی فلوی مغناطیسی وقانون بیوساوار، پتانسیل مغناطیسی برداری، پخشش چگالی فلوی مغناطیسی، پیچش چگالی فلوی مغناطیسی ، قانون مداری آمپر، دوقطبی مغناطیسی.

-میدانهای مغناطیسی درحضوراجسام مغناطیسی.

انواع اجسام مغناطیسی به علت اجسام مغناطیسی وجریانهای معادل، شدت میدان مغناطیسیH ، ضریب نفوذ پذیری اجسام مغناطیسی، شرایط حد روی بردارهای ومدارهای مغاطیسی ومقاومت مغناطیسی ،منحنی مغاطیسی ،منحنی مغناطیسی اجسام فرومگنتیک.