Předmět: Elektrotechnika

« Zpět
Název předmětu Elektrotechnika
Kód předmětu MTI/ELT
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Černík Martin, Ing. Ph.D.
  • Kukačka Leoš, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Základní vlastnosti lineárních obvodů ve stacionárním a harmonickém ustáleném stavu, vlastnosti lineárních obvodových prvků. Analýza lineárních obvodů. Trojfázová soustava. Přenosové vlastnosti lineárních obvodů. Přechodné jevy. Základní principy počítačové simulace elektrických obvodů. Témata přednášek: 1. Definice základních veličin v teorii elektrických obvodů: náboj, proud, práce, napětí, výkon, magnetický tok 2. Prvky elektrických obvodů a jejich parametry: odpor, kapacita, indukčnost, vodivost, vzájemná indukčnost. 3. Základní analýza elektrických obvodů. Kirchhoffovy zákony, metoda ekvivalence, lineární zdroje, Theveninův a Nortonův teorém, metoda superpozice, transfigurace, nelineární prvky v obvodech 4. Obvodové rovnice - řešení obvodů pomocí smyčkových proudů a uzlových napětí. 5. Úvod do obvodové simulace I: obvodové simulátory, SPICE, netlist, výpočet veličin ve stejnosměrném obvodu 6. Periodický a harmonický průběh napětí a proudu, efektivní hodnota, harmonický průběh napětí a proudu, symbolicko komplexní metoda, fázor napětí a proudu 7. Prvky elektrických obvodů při harmonickém napájení, definice impedance, admitance, transformátor, komplexní výkon. Rezonance. Ztrátový činitel a jakost obvodů 8. Vícefázová soustava, 3 fázová soustava jako speciální případ, fázorový diagram, výkon v 3fázové soustavě, měření výkonu. 9. Elektrické obvodové analogy lineárních fyzikálních obvodů, magnetické obvody 10. Úvod do přechodných jevů prvního řádu 11. Přenosové funkce - komplexní přenos obvodu, normalizovaná přenosová funkce, frekvenční charakteristika integračního a derivačního článku. 12. Dvojbrany, definice matice Z, Y, K, H, A a B, matice základních přenosových obvodových struktur a jejich vlastnosti. 13. Úvod do obvodové simulace II: harmonická přenosová analýza, transientní analýza 14. Neharmonický periodický průběh, Fourierova transformace jako řešení náhrady. Výkon u neharmonického periodického průběhu. Harmonické zkreslení. Určení Fourierových koeficientů při obvodové simulaci. Náplň cvičení: teoretická cvičení: procvičování pojmů - napětí, proud, odpor, vodivost, obvodové prvky a jejich řazení, příklady na zjednodušování složitějších dvojpólů, dělič napětí, ekvivalence obvodů, Theveninův a Nortonův teorém ,transfigurace D-Y s rezistory, příklady na obvodové rovnice (sestavení rovnice pro uzlové napětí a smyčkový proud), operace s komplexními čísly, symbolická komplexní metoda - základní prvky (součástky) ve spojení se zdrojem harmonického průběhu napětí (rezistor, kapacitor, induktor), fázorový diagram, obvody LR, RC, LCR, lineární ss zdroj, komplexní výkon, náhradní obvody cívky a kondenzátoru, trojfázová soustavu, příklady na přenos dvojbranu (derivační a integrační článek)přechodný děj prvního řádu, nelineární obvody, harmonické zkreslení. Rozbor struktury souboru typu netlist, procvičování editace netlistu, základy zadávání a vyhodnocování simulací laboratorní měření: Základní elektrická měření - měření stejnosměrného proudu, napětí, výkonu a odporu, měření parametrů obvodových prvků - odpor, kapacita, nelineární charakteristika, vnitřní odpor zdroje Měření na trojfázové soustavě - napětí a proudy v zapojení zdrojů a napětí do hvězdy a do trojúhelníku.

Studijní aktivity a metody výuky
Laboratorní praktika, Přednáška, Cvičení, E-learning, Samostudium studentů
Výstupy z učení
- Znalost definice a vlastností základních aktivních a pasivních prvků elektrických obvodů - Znalost základních metod řešení lineárních elektrickéch obvodů - Znalost principů a použití symbolicko-komplexní metody pro řešení střídavých obvodů s lineárními elektronickými prvky vč. vícefázových obvodů
Orientace v pojmech, samostatná analýza lineárního elektrického obvodu se stejnosměrným a střídavým napájením
Předpoklady
Znalosti matematiky v rozsahu maturitní zkoušky střední školy, konkrétně: - úprava racionálních výrazů (zlomky), - základní operace v oboru komplexních čísel, - vlastnosti reálných funkcí (goniometrické a exponenciální), - základy analytické geometrie (rovnice přímky) - základy matematické analýzy (jednoduché derivování a integrování funkce jedné proměnné)

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Aktivní účast na teoretických cvičeních (příprava na aktuální téma a vypracování zadaných domácích úkolů) Aktivní účast na laboratorních cvičeních (příprava na aktuální téma, samostatné vypracování protokolu podle zadání a pokynů vyučujícího)
Doporučená literatura
  • Charles K Alexander, Matthew Sadiku. Fundamentals of Electric Circuits 5nd Revised edition. McGraw-Hill Education, 2012. ISBN 978-0-07-338057-5.
  • Martin Černík. Elektrické obvody: teorie a cvičení. Liberec, 2014. ISBN 978-80-7494-161-0.
  • Milan Mikulec, Václav Havlíček. Základy teorie elektrických obvodů I.. Praha, 1997. ISBN 80-01-02519-5.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr