Detail předmětu

Elektrotechnika

FEKT-HELEAk. rok: 2019/2020

Předmět se věnuje základům elektrotechniky a zejména teorii elektrických obvodů. Na začátku je probrán historický vývoj elektrotechniky, následuje úvod do analýzy lineárních obvodů ve stacionárním i harmonickém ustáleném stavu, včetně trojfázové soustavy. Další části předmětu se věnují magnetickým obvodům a teorii homogenního přenosového vedení. Důležitou součástí předmětů jsou laboratorní cvičení a výpočetní cvičení, ve kterých se studenti procvičí v aplikaci získaných teoretických poznatků. Laboratorní i výpočetní cvičení vždy logicky navazují na přednášky. Důraz je kladen na jazykovou část předmětu, veškeré studijní materiály jsou v angličtině.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu bude student schopen:
- vyjádřit matematickými vztahy souvislosti mezi obvodovými veličinami pro základní pasivní a aktivní obvodové prvky a definovat jejich modely;
- aplikovat základní metody analýzy lineárních obvodů ve stacionárním ustáleném stavu,
- vypočítat charakteristické parametry časově proměnných signálů a popsat princip a význam harmonické analýzy signálů
- znázornit pomocí fázorů veličiny v obvodech v harmonickém ustáleném stavu a definovat imitance základních obvodových prvků;
- aplikovat symbolickou metodu analýzy lineárních obvodů v harmonickém ustáleném stavu;
- vyjmenovat základní veličiny a zákony magnetických obvodů a s jejich použitím vypočítat parametry zadaného magnetického obvodu;
- popsat parametry přenosových vedení a vysvětlit význam sekundárních parametrů vedení.
Z hlediska jazykové vybavenosti bude student schopen výše uvedené znalosti popsat v anglickém jazyce a bude vybaven příslušnou odbornou terminologií.

Prerekvizity

Je požadována mírně pokročilá znalost angličtiny. V rozsahu použitého matematického aparátu by měl být student schopen:
- úpravy matematických výrazů na úrovni sš matematiky;
- vysvětlit postup při vyšetření průběhu funkce pro nalezení extrémů;
- vypočítat řešení soustavy jednoduchých lineárních rovnic;
- aplikovat základní postupy maticového počtu;
- popsat průběhy základních goniometrických funkcí;
- vypočítat derivaci, určitý a neurčitý integrál jednoduchých lineární funkcí jedné proměnné a základních goniometrických funkcí.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a semináře. Předmět využívá eLearning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Celkové hodnocení předmětu max. 100 bodů. Během semestru může student získat až 40 bodů za 4 písemné testy po 10 bodech. Testy probíhají na seminářích a sestávají vždy z několika příkladů a několika teoretických otázek.
Podmínkou udělení zápočtu je absolvování všech zadaných laboratorních úloh, vypracování všech výpočetních cvičení a zisk minimálně 15 b. z testů. Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu, vykonání závěrečné zkoušky a získání alespoň 50 bodů celkem.
Testy i závěrečná zkouška jsou zaměřeny na ověření orientace studenta v problematice základů analýzy elektrických a magnetických obvodů, znalosti odborné terminologie a schopnosti popsat vlastními slovy témata probraná v předmětu. Zadání testů, laboratorních úloh, závěrečné zkoušky včetně jejich vypracování je v anglickém jazyce.

Osnovy výuky

1) Elektrotechnika a fyzika, historie, základní pojmy a zákony elektrotechniky, výroba, přenos a rozvod elektrické energie.
2) Základní obvodové zákony a jejich aplikace při řešení obvodů. Postupné zjednodušování, MUN, MSP.
3) Střídavé obvody, historický úvod, použití, netočivé a točivé stroje, druhy rozvodných sítí. Úvod do komplexních čísel.
4) Střídavé obvody - HUS, fázory, imitance, fázorové diagramy, řešení obvodů v HUS pomocí symbolicko-komplexní metody.
5) Magnetické obvody. Elektromagnetické jevy, Maxwellovy rovnice, Magnetické pole v látkách. Základní veličiny a vztahy, Metody analýzy magnetických obvodů, Přítažná síla elektromagnetu, Magnetické obvody s permanentními magnety, Transformátory.
6) Přenosová vedení. Primární a sekundární parametry vedení, vlny na vedení, činitel odrazu, využití v praxi.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání základních poznatků z elektrotechniky a teorie obvodů potřebných pro studium dalších specializovaných elektrotechnických předmětů a také osvojení anglické odborné terminologie související s uvedenou tematikou. Semináře pomáhají pomocí laboratorních a výpočetních cvičení prohloubit a lépe pochopit znalosti získané na přednáškách.

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

Účast na seminářích (laboratorní výuka a výpočetní cvičení) je povinná. Řádně omluvené zameškané semináře lze po domluvě s vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.

Základní literatura

BRANČÍK, L. Elektrotechnika 1. VUT v Brně: VUT v Brně, 2004. s. 1-160. ISBN: TEE102. (CS)
Electronics Fundamentals: Circuit, Devices and Applications. Merril Publishing Company, USA: 1997. (EN)
SEDLÁČEK, J., VALSA, J. ELEKTROTECHNIKA II. Brno: VUT Brno, FEKT, 2004. s. 1-145. ISBN: 80-214-2573-3. (CS)

Doporučená literatura

Dědková,J., Steinbauer,M., Kaláb,P..:Elektrotechnický seminář, skripta, Brno, 2009. (CS)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program AJEI-H bakalářský

    obor H-AEI , 1. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. An Insight into the History of Electrical Engineering, basic terms, production and distribution of electricity.
2. Basic laws of electric circuits, computational methods, the simplification method, method of nodal voltages, method of current loops.
3. AC circuits, introduction to complex number calculus, non-rotating and rotating machines, types of distribution networks.
4. Circuits in harmonic steady state, phasors, symbolic-complex method, immitances.
5. Magnetic circuits, theory of electromagnetic field, Maxwell equations, Magnetic fields in matter. Basic quantities and relations , methods of analysis of magnetic circuits , electromagnets, magnetic circuits with permanent magnets, transformers.
6. Transmission lines, primary and secondary parameters. Waves on transmission lines. Characteristic impedance, standing waves. Transient phenomena in transmission lines.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Introduction to laboratory practice.
2. Basic laws of electric circuit.
3. Practical voltage and current measurement.
4. Measurement of resistance. The simplification method.
5. Loop current method.
6. Node voltage method.
7. Computation with complex numbers.
8. Circuits in harmonic steady state.
9. Magnetic circuits.
10. Circuit simulator MicroCap.
11. Introduction to digital measurement devices
12. Oscilloscope measurement.
13. Computation of the transmission lines.

eLearning