Elektron walencyjny - elektrony znajdujące się na ostatniej, najbardziej zewnętrznej powłoce atomów, która nazywana jest powłoką walencyjną. Liczba oraz poziomy energetyczne elektronów walencyjnych decydują w dużym stopniu o właściwościach atomów a tym samym i pierwiastków chemicznych.

Elektron swobodny - pojęcie, które może mieć kilka znaczeń:

• elektron, który nie jest związany z żadnym atomem ani inną cząstką;

• elektron słabo związany z atomem (elektron walencyjny);

• elektron w paśmie przewodnictwa w metalu.

Pole elektryczne - pole fizyczne, stan przestrzeni w której na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna. Pole to opisuje się przez natężenie pola elektrycznego lub potencjał elektryczny. Koncepcję oddziaływania ładunków elektrycznych poprzez pole elektryczne wprowadził Michael Faraday. Natężenie pola elektrycznego jest parametrem pol wektorowego
, definiowanym jako stosunek siły
działającej na ładunek elektryczny q znajdujący się w tymże polu elektrycznym

Pole magnetyczne — stan (własność) przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu. Pole magnetyczne definiuje się przez siłę, jaka działa na poruszający się ładunek w tym polu. W układzie SI siła ta wyraża się wzorem:

gdzie:

- siła działająca na ładunek,

- symbol iloczynu wektorowego,

q - ładunek elektryczny,

- prędkość ładunku,

- wektor indukcji magnetycznej.

Co to jest pole elektromagnetyczne? Czym charakteryzuje się pole elektryczne, a czym magnetyczne?
Polem elektryczny nazywamy pole wywołane przez ładunki elektryczne i charakteryzujące się tym, że na nieruchome ciała naładowane lub cząstki elementarne umieszczone w nim działa siła. 

Polem magnetycznym nazywamy pole wywołane przez poruszające się ładunki elektryczne (lub stale ładunki magnetyczne) i charakteryzujące się tym, że na poruszające się ciała lub cząstki elementarne działa siła.
 
Polem elektromagnetycznym jest to połączenie dwóch zjawisk: pola magnetycznego i elektrycznego. Zjawiska te zawsze występują wspólnie.

Co to są przewodniki pierwszego i drugiego rodzaju?
Przewodniki pierwszego rodzaju charakteryzują się tym, że przy przepływie prądu elektrycznego nie ulegają zmianie ich własności chemiczne; polega wyłącznie na ruchu elektronów swobodnych. 
Należą do nich: metale, ich stopy i węgiel.

Przewodniki drugiego rodzaju charakteryzują się tym, że przy przepływie prądu ulegają zmianie ich własności chemiczne; polega na ruchu jonów dodatnich (kationów) oraz jonów ujemnych (anionów). 
Należą do nich: roztwory zasad, kwasów i soli (elektrolity).

Zasada zachowania ładunku elektrycznego - W izolowanym układzie ciał całkowity ładunek elektryczny, czyli suma algebraiczna ładunków dodatnich i ujemnych, nie ulega zmianie

ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU - mówi ona, że w każdym, izolowanym procesie w przyrodzie, żaden ładunek nie może ginąć i nie może być wypadkowo wyprodukowany. Całkowity ładunek procesu jest stały. Jeśli w procesie wyprodukowana zostaje nowa, naładowana cząstka, to musi towarzyszyć jej pojawienie się drugiej cząstki lub innych cząstek, których ładunek jest dokładnie przeciwny i "kasuje" ładunek cząstki pierwszej.
Przykład:

p + p → p + p + p + anty-p

Przy zderzeniu 2 protonów może powstać dodatkowy proton o ładunku +1, ale powstaje także antyproton o ładunku -1.

Natężenie pola elektrycznego - wektorowa wielkość fizyczna opisująca pole elektryczne.Natężenie pola elektrycznego jest równe sile działającej na jednostkowy dodatni ładunek próbny, co matematycznie wyraża się jako stosunek siły
, z jaką pol elektrostatyczne działa na ładunek elektryczny, do wartości q tego ładunku.

Ładunek próbny oznacza ładunek na tyle mały, że nie wpływa on znacząco na rozkład ładunków w badanym obszarze i tym samym nie zmienia pola elektrycznego w badanym punkcie.

Jednostką natężenia pola elektrycznego jest niuton na kulomb

co jest równoważne woltowi na metr

Natężenie pola elektrycznego obrazuje się stosując techniki używane do obrazowania pól wektorowych rysując linie sił pola (linie styczne do wektora siły działającej na ładunek dodatni), których gęstość odzwierciedla lokalne natężenie pola.

Indukcja Elektryczna - W dielektryku ładunki nie mogą się swobodnie przesuwać, ale może dojść do przesunięcia się ładunków elektrycznych dodatnich względem ujemnych (powstaną dipole elektryczne). Zjawisko to nazywamy polaryzacją dielektryka. Makroskopowo postrzegamy to zjawisko jako gromadzenie się ładunków na powierzchni dielektryka (obojętnego jako całość), ładunki te zmniejszają pole elektryczne w dielektryku w stosunku do zewnętrznego pola elektrycznego (wektor E), co można opisać jako występowanie w dielektryku dodatkowego pola elektrycznego (wektor D) zwanego polem indukcji elektrycznej.

Indukcja elektryczna D jest zdefiniowana jako

gdzie:

E - natężenie pola elektrycznego,

- przenikalność elektryczna próżni,

P - polaryzacja elektryczna materiału.

Wytrzymałość elektryczna - największa wartość natężenia pola elektrycznego, jaka może istnieć w dielektryku (izolatorze) bez wywołania przebicia. Jednostką jest V/m. Wytrzymałość dielektryczna powietrza wynosi 23kV/cm (w tzw. warunkach normalnych). Nieprawidłowe dobranie izolacji do warunków pracy urządzenia może doprowadzić do przebicia izolacji, co spowoduje, że izolator zacznie przewodzić prąd a w konsekwencji doprowadzi do nieodwracalnych uszkodzeń urządzenia elektrycznego.

Prawo przepływu prądów wywodzi się z prawa Ampère'a i definiuje cyrkulację wektora natężenia pola magnetycznego w obwodzie magnetycznym.

Dla prostych (nierozgałęzionych) obwodów magnetycznych prawo przepływu można wyrazić za pomocą następującego równania:

gdzie:

• N - liczba zwojów uzwojenia magnesującego (jednostka bezwymiarowa),

• I - natężenie prądu magnesującego [ A ],

• H - natężenie pola magnetycznego [ A/m ],

• L - długość drogi magnetycznej na danym odcinku obwodu magnetycznego [ m ].

W postaci uogólnionej jego zapis jest następujący:

Podział substancji ze względu na właściwości magnetyczne - Magnetyki są to ciała makroskopowe, które można magnesować to jest nadawać im własności magnetyczne. W zależności od specyfiki dzielą się na 3 podstawowe grupy: diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki.

Paramagnetyki - ciała, o których podatności magnetycznej, w zwykłych temperaturach decyduje zjawisko paramagnetyzmu. Atomy lub cząsteczki substancji paramegnetycznych mają różne od zera wypadkowe momenty magnetyczne. W nieobecności pola są one ustawione chaotycznie i na zewnątrz próba (parago) paramagnetyka nie wykazuje żadnych właściwości magnetycznych. Jeśli paramagnetyk znajduje się w polu magnetycznym w kierunku pola, czyli magnesowanie substancji paramagnetycznej. Pierwiastki o przenikliwości magnetycznej niewiele większej od przenikliwości magnetycznej próżni. Podatność magnetyczna paramagnetyków jest stała w szerokim zakresie natężeń zewnętrznego pola magnetycznego i dla ich większości odwrotnie proporcjonalna do temperatury bezwzględnej. Należą tu między innymi: Bar /Ba 56/, Cez /Cs 55/, Gadolin /Gd 64/, Glin /Al 13/, Lit /Li 3/, Magnez /Mg 12/, Potas /K 19/, Rubid /Rb 37/, Sód /Na 11/, Stront /Sr 38/, Wapń /Ca 20/, Żelazo /Fe 26/ jego alotropowa odmiana. Paramagnetykami są takie gazy jak: 02 i NO oraz roztwory wodne soli zawierających jony pierwiastków przejściowych, niektóre z tych soli w postaci krystalicznej, wolne rodniki, dwurodniki i związki kompleksowe pierwiastków przejściowych o niezapełnionych wewnętrznych powłokach elektronowych.

Ferromagnetyki - substancje krystaliczne wykazujące ferromagnetyzm; zewnętrzne pole magnetyczne porządkuje ustawienie na ogół bezładnie zorientowanych domen i f. jako całość wykazują namagnesowanie; charakteryzuje je duża przenikalność magnetyczna; np. żelazo, kobalt, nikiel oraz niektóre stopy; mają rozległe zastosowanie praktyczne, np. w technice radiowej i mikrofalowej, elektroakustyce, komputerach. - pierwiastki wykazujące szczególne właściwości magnetyczne dzięki uporządkowanej strukturze elementarnych momentów magnetycznych. Podstawowe parametry charakteryzujące ferromagnetyki, to: namagnesowanie spontaniczne, siła korekcji, przenikalność magnetyczna oraz punkt CURIE po przekroczeniu którego stają się paramagnetykami. Należą tu miedzy innymi: Gadolin /Gd 64/ poniżej 16oC, Kobalt /Co 27/, Nikiel /Ni 28/, Żelazo /Fe 26/ jego alotropowa odmiana.

Diamagnetyki - substancje wykazujące zjawisko diamagnetyzmu. Diamagnetyki są to gazy, ciecze oraz ciała stałe złożone z atomów (cząsteczek) nie mających stałego momentu magnetycznego (spin całkowity równa się zeru). Ciała o przenikalności magnetycznej mniejszej niż przenikalność magnetycznej próżni i ujemnej podatności magnetycznej; podatność magnetycznej większości diamagnetyków, jak np. gazy szlachetne, większość związków organicznych, niektóre metale (cynk, złoto, srebro, miedź, rtęć), półprzewodniki, nie zależy od temperatury; zależność podatności magnetycznej od temperatury wykazują grafit, bizmut, antymon. Idealny diamagnetyzm wykazują nadprzewodniki, których wnętrze jest całkowicie izolowane od zewnętrznego pola magnetycznego (zjawisko Meissnera). W normalnych substancjach diamagnetyzm jest efektem bardzo słabym i może być obserwowany jedynie wtedy, gdy nie istnieją w nich trwałe momenty magnetyczne, prowadzące do zjawiska paramagnetyzmu lub ferromagnetyzmu.

DIAMAGNETYZM - własność ciała polegająca na jego magnesowaniu się w kierunku przeciwnym do kierunku zewnętrznego pola magnetycznego, w którym to ciało umieszczono.

Indukcyjność własna cewki

   Jednostką indukcyjności jest henr (H). Cewka o indukcyjności 1H, daje siłę elektromotoryczną 1V, jeżeli prąd przepływający zmienia się z prędkością 1A/s (1H = 1Vs/A).

Ru-reluktacja obwodu magnetycznego 1/H

L-indukcyjność cewki

z-liczba zwojów cewki

Indukcyjność decyduje o energi gromadzonej w cewce (1), o reaktancji (2):

Prawo Ohma dla obwodu magnetycznego jest analogią prawa Ohma dla obwodu elektrycznego (Ohm sformułował prawo wiążące napięcie i prąd elektryczny w przewodnikach. Stwierdził on, że prąd I w obwodzie zawsze jest proporcjonalny do napięcia U, co można zapisać jako.
.Współczynnik proporcjonalności R nazywa się rezystancją albo oporem elektrycznym. Jego jednostką jest om oznaczany grecką wielką literą .). Dla zamkniętego obwodu magnetycznego prawo to jest wyrażone zależnością:

gdzie: Φ_m - strumień magnetyczny (stały dla wszystkich odcinków obwodu), I - prąd magnesujący płynący przez liczbę zwojów N, R_m - całkowita reluktancja obwodu.

Prawo Ohma²

Dla stałej siły magnetomotorycznej (SMM -
- iloczyn prądów i liczby zwojów) strumień pola zależy od reluktancji - oporności magnetycznej. 

- siła magnetomotoryczna

- strumień pola magnetycznego

- oporność magnetyczna

S - pole przekroju

Prawa Kirchoffa dla obwodu magnetycznego

1. Suma strumieni wpływających do węzła równa się sumie strumieni wypływających

2. Suma wartości chwilowych sił magnetomotorycznych występujących w obwodzie zamkniętym równa jest sumie wartości chwilowych napięć magnetycznych na elementach pasywnych tego obwodu:

Rezonans elektryczny jest to zjawisko polegające na tym, że w obwodzie elektrycznym zawierającym elementy o reaktancjach indukcyjnych i pojemnościowych następuje, dla pewnych częstotliwości prądu, wzajemna kompensacja tych reaktancji. W wyniku tego wypadkowa reaktancja obwodu równa jest zeru i prąd płynący ze źródła jest w fazie z jego siłą elektromotoryczną.
         Wyróżniamy rezonans szeregowy i rezonans równoległy. Obwód będący w stanie rezonansu nie pobiera ze źródła mocy biernej, występuje zjawisko kompensacji mocy. Moc bierna indukcyjna, pobierana przez obwód, jest równa mocy biernej pojemnościowej. Moce te są przeciwne, dlatego w warunkach rezonansu całkowita moc bierna obwodu jest równa zeru.

              W układzie szeregowym rezystora, cewki i kondensatora, zasilanego napięciem sinusoidalnym U, prąd w obwodzie wynosi: I=U/Z, gdzie:  Z²=R²+(X_L-X_C)²
Stan rezonansu występuje wtedy, gdy reaktancja indukcyjna jest równa reaktancji pojemnościowej: X_C=X_L, gdzie  

      Prąd płynący wówczas w obwodzie wynosi: I₀=U/R. Napięcia na reaktancjach są sobie równe, lecz przeciwnie skierowane: U_L=-U_C.
      Do stanu rezonansu można doprowadzić układ zawierający cewkę i kondensator przez odpowiedni dobór ich reaktancji (przez zmianę indukcyjności lub pojemności), lub zmianę pulsacji napięcia zasilającego. Częstotliwość przy której jest spełniony warunek rezonansu szeregowego, nazywamy częstotliwością rezonansową: 

I_L=-I_C
Y²=1/R²+(B_L-B_C)²

      Zjawisko rezonansu szeregowego może wywołać niepożądane efekty, w postaci przepięć, ponieważ rezystancja obwodu jest mała, a napięcia na cewce i kondensatorze bardzo duże.

            Rezonans występuje również przy równoległym połączeniu elementów R, L, C. W przypadku, gdy susceptancje cewki i kondensatora są równe: B_L=B_C.
      Układ równoległy możemy doprowadzić do takiego stanu zmieniając indukcyjność L, pojemność C lub pulsację napięcia zasilającego. Częstotliwość rezonansową obliczamy z tego samego wzoru, jak w układzie szeregowym. Prąd płynący ze źródła wynosi: I₀=U/R.
      Gdy B_L=B_C to admitancja Y osiągnie najmniejszą wartość: Y=1/R, a zatem prąd będzie najmniejszy: I=U^.Y.
      Im większa rezystancja R tym mniejszą wartość osiąga prąd w układzie. W warunkach rezonansu równoległego, w przypadku małej konduktancji, źródło pracuje w warunkach zbliżonych do stanu jałowego.

Impedancja, (ozn. Z) - wielkość opisująca elementy w obwodach prądu przemiennego .Impedancja jest rozszerzeniem pojęcia rezystancja z obwodów elektrycznych prądu stałego, umożliwia rozszerzenie prawa Ohma na obwody prądu przemiennego. Jednostką impedancji w układzie SI jest 1 om. Impedancja Z elementu obwodu prądu przemiennego jest definiowana jako

gdzie:

• U_r - napięcie elektryczne,

• I_r - natężenie prądu przemiennego.

Jest wypadkową oporu czynnego (rezystancji) R i biernego (reaktancji) X.

Zapis na liczbach zespolonych:

Konduktancja (przewodność elektryczna) jest odwrotnością rezystancji. Jest więc miarą podatności elementu na przepływ prądu elektrycznego. Zwyczajowo konduktancję oznacza się symbolem G (wielka litera G). Jednostką konduktancji w układzie SI jest simens (1 S).

Miarą podatności materiału na przepływ prądu elektrycznego jest konduktywność. Dla znanych wymiarów geometrycznych przewodnika i konduktywności materiału, z jakiego został wykonany, jego konduktancję określa wzór:

gdzie:

• l - długość przewodnika,

• S - pole przekroju poprzecznego elementu,

• σ - konduktywność (przewodność właściwa) materiału.

Susceptancja to część urojona admitancjiAdmitancja to odwrotność impedancji, całkowita przewodność elektryczna. Oznaczenie B, jednostka simensSimens (S)
W przypadku obciążenia biernego równa odwrotności reaktancji:

Z = jX

Y = jB = 1/Z = -j/X

B = -1/X

W ogólnym przypadku:

Z = R + jX

Y = 1/Z = R/|Z|² - jX/|Z|²

zatem:

B = Im Y = -X/|Z|² = -X/(R² + X²).

---