Detail předmětu

Plasma Physics and Diagnostics

FEKT-NFPLAk. rok: 2011/2012

Charakteristika plazmatického stavu. Generování plazmatu. Plazma v el. výbojích. Plazma jako měnič energie (MHD generátory,přímá přeměna tepla v el. energii). Plazma jako zdroj záření, plazmatické zdroje světla, nízkotlaké a vysokotlaké výbojky, plynové lasery, plazmatické displeje. Plazma jako pracovní prostředí (obrábění materiálu plazmatem, el.čištění plynu). Plazma jako zdroj částic (zdroje iontů a rychlých neutralních částic). Plazma jako zdroj pohybu (iontové a plazmatické pohony). Řízená termojaderná fúze.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s metodami a technickými prostředky pro stanovení vlastností plazmatu pro technologické využití v technické praxi.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

2 písemné testy, numerické projekty, laboratorní projekty

Osnovy výuky

1. Úvod do fyziky plazmatu, historie, základní parametry.
2. Technické aplikace plazmatu.
3. Pohyb nabitých částic v polích.
4. Základy kinetické teorie plynů.
5. Systematika výbojů v plynech.
6. Elektrický oblouk, spínací oblouk.
7. Složení, termodynamické a transportní vlastnosti plazmatu.
8. Neizotermické plazma
9. Plazma jako zdroj záření, plynové lasery.
10. Další technické aplikace plazmatu.
11. Řízená termojaderná syntéza.
12. Matematické modely plazmatu.
13. Shrnutí, závěrečný test.

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit studenty se základními vlastnostmi termického plazmatu a jeho technologickým využitím v praxi. Prezentovat základní metody diagnostiky plazmatu ve zhášecích komorách spínacích přístrojů, plazmatronech a jiných zařízeních s plazmatem.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

F. F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha, 1984 (CS)
B. Gross: Měření vysokých teplot, SNTL, Praha, 1962 (CS)
J. Kracík, J.B. Slavík, J. Tobiáš: Elektrické výboje, SNTL, Praha, 1964. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-SVE , 1. ročník, zimní semestr, teoretická nadstavba

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

1. Úvod fo fyziky plazmatu, historie, základní parametry.
2. Technické aplikace plazmatu - přehled.
3. Pohyb nabitých částic v polích.
4. Základy kinetické teorie plynů.
5. Systematika výbojů v plynech.
6. Elektrický oblouk, spínací oblouk.
7. Diagnostika plazmatu.
8. Matematické modely termického plazmatu.
9. Plazma jako zdroj záření, plynové lasery.
10. Plazma jako zdroj pohybu, iontové a plazmové pohony.
11. Další technické aplikace plazmatu.
12. Řízená termojaderná syntéza.
13. Shrnutí, závěrečný test.

Cvičení na počítači

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

1. Výpočet Maxwellova rozdělení rychlosti pohybu molekul v plynu.
2. Výpočet ionisace elektronů s rychlostmi pohybu rozdělenými podle Maxwella.
3. Výpočet ionizace v plazmatu podle Sahovy rovnice.
4. Výpočet parametrů plazmatu elektrického oblouku podle Mayrovy rovnice.
5. Výpočet intenzity záření absolutně černého tělesa (Planckův, Wiennův a Rayleigh-Jeansův zákon)
6. Stanovení vlivu záření na izotermický diagram plazmatu SF6.
7. Závěrečné cvičení, hodnocení, zápočet.

Laboratorní cvičení

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Osnova

1. První cvičení zahájení, organizační pokyny, bezp. předpisy.
2. Experimentální stanovení teploty elektrod.
3. Měření statické VA charakteristiky elektrického oblouku.
4. Měření dynamické VA charakteristiky elektrického oblouku.
5. Měření časového průběhu relativní teploty plazmatu napájeného střídavým proudem.
6. Ekvidenzitometrické stanovení tvaru spínacího oblouku.