Detail předmětu

Elektrotechnika 1

FEKT-BKC-EL1Ak. rok: 2020/2021

Předmět se věnuje základům elektrotechniky a zejména teorii elektrických obvodů. V úvodu předmětu jsou probírány univerzální i speciální metody analýzy lineárních obvodů ve stacionárním ustáleném stavu. V další části se studenti seznámí s popisem a klasifikací časově proměnných veličin. Následuje úvod to teorie analýzy nelineárních obvodů pomocí grafických i numerických metod. Další část předmětu se věnuje magnetickým obvodům, jejich popisu a základním metodám řešení, včetně obvodů s permanentními magnety. Důležitou součástí předmětů jsou výpočetní cvičení, ve kterých se studenti procvičí v aplikaci získaných teoretických poznatků.

Garant předmětu

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu bude student umět:
- popsat vlastnosti prvků elektrických obvodů a jejich modelů,
- aplikovat základní obvodové zákony při analýze elektrických obvodů,
- analyzovat lineární i nelineární nesetrvačné elektrické obvody,
- interpretovat veličiny v elektrických obvodech,
- vypočítat charakteristické hodnoty časově proměnných průběhů napětí a proudů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. 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. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

BRANČÍK, L. Elektrotechnika 1. Elektrotechnika 1. Brno: FEKT VUT v Brně, 2004. s. 1 ( s.)ISBN: 80-214-2607- 1. (CS)
SEDLÁČEK, J.; STEINBAUER, M.; MURINA, M. Elektrotechnika 1 (BEL1) - laboratorní a počítačová cvičení. Brno: Ing. Zdeněk Novotný, CSc., Ondráčkova 105, 628 00 Brno, 2008. s. 1 ( s.)ISBN: 978-80-214-3706- 7. (CS)
SEDLÁČEK, J.; STEINBAUER, M. Elektrotechnika 1 (BEL1) - pracovní sešit. Brno: akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno, 2008. s. 1 ( s.)ISBN: 978-80-214-3707- 4. (CS)
STEINBAUER, M.; KALÁB, P. Bezpečnost v elektrotechnice - pracovní sešit. Brno: CERM Brno, 2007. s. 1-41. (CS)
VALSA, J., SEDLÁČEK, J.: Teoretická elektrotechnika I. Skriptum VUT v Brně, 1997. (CS)
MIKULEC, M., HAVLÍČEK, V.: Základy teorie elektrických obvodů. Skriptum ČVUT v Praze, 1997. (CS)
BRANČÍK, L. Elektrotechnika 1. VUT v Brně: VUT v Brně, 2004. s. 1 ( s.) (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student vypracovává záznamy o laboratorních úlohách do pracovního sešitu (dostupný v tištěné i elektronické formě).

Způsob a kritéria hodnocení

Celkové hodnocení předmětu max. 100 bodů. Z toho celkem 30 bodů za samostatné práce (5 prací po max. 6 bodech) a 70 bodů za závěrečnou písemnou zkoušku. Podmínkou udělení zápočtu je odevzdání všech 5 samostatných prací a zisk minimálně 15 bodů ze 30 možných, dále pak aktivní účast v obou cvičeních. Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Studenti, kteří mají předmět zapsaný podruhé, musí také vypracovat a odevzdat všechny zadané práce (neuznávají se).

Zkouška z předmětu bude probíhat distančně.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Elektrotechnika, základní pojmy a zákony.
2. Maxwellovy rovnice, obvodové zákony.
3. Pasivní a aktivní obvodové prvky, modely.
4. Postupné zjednodušování, transfigurace, metoda úměrných veličin, princip superpozice, práce a výkon, výkonové přizpůsobení.
5. Metoda Kirchhoffových rovnic, metoda smyčkových proudů (MSP).
6. Metoda uzlových napětí (MUN), řízené zdroje, metoda razítek.
7. Modifikovaná metoda uzlových napětí (MMUN), metoda náhradního zdroje (Thèveninův a Nortonův teorém).
8. Časově proměnné veličiny a jejich parametry, harmonická analýza.
9. Nelineární prvky a obvody, aproximace charakteristik.
10. Metody řešení nelineárních obvodů: grafické, analytické a numerické.
11. Magnetické obvody, základní parametry, základní zákony, řešení magnetických obvodů.
12. Elektromagnety, magnetické obvody s permanentními magnety, transformátory.

Cíl

Cílem předmětu je poskytnutí základních znalostí z elektrotechniky a teorie obvodů potřebných jako širší vědní základ dalšího studia. Předmět připraví studenty pro studium v následujících kursech elektrotechnických specializací.

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

Účast na laboratorní výuce je povinná. Řádně omluvenou zameškanou výuku lze po domluvě s vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech