Detail předmětu

Elektrotechnika 2

FEKT-BPC-EL2Ak. rok: 2023/2024

Předmět se věnuje základům elektrotechniky a rozšiřuje znalosti získané v předmětu Elektrotechnika 1. V úvodu předmětu jsou probírány univerzální i speciální metody analýzy lineárních obvodů v harmonickém ustáleném stavu včetně vícefázových obvodů. V další části se studenti seznámí s vlastnostmi článků RC, RL a rezonančních obvodů RLC. Následuje seznámení s klasickou a operátorovou metodou řešení přechodných dějů v lineárních obvodech, studenti se naučí určovat odezvu obvodu na standardní signály a signály obecného tvaru. Poslední částí předmětu je teorie přenosových homogenních vedení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Vstupní znalosti

Student musí pro úspěšné zvládnutí předmětu:
- ovládat obsah předmětu Elektrotechnika 1;
- umět definovat pojmy elektrický odpor, kapacita a indukčnost;
- být schopen vlastními slovy vyjádřit základní zákony elektrických obvodů a umět vysvětlit vztah mezi napětím a proudem u základních prvků R, L a C;
- být schopen pomocí vhodné metody analyzovat lineární elektrické obvody;
- vypočítat základní parametry časově proměnných signálů;
- aplikovat postupy matematické analýzy pro výpočty soustav rovnic pomocí maticových metod;
- být schopen používat matematiku v oboru komplexních čísel;
- zvládat vypočítat obecné derivace a jednoduché integrály základních funkcí;
- umět počítat obyčejné lineární diferenciální rovnice.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Celkové hodnocení předmětu max. 100 bodů. Během semestru mohou studenti získat až 25 bodů za písemné testy ve cvičeních, 5 b. za test z laboratorních úloh a 70 bodů za závěrečnou písemnou zkoušku. Podmínkou udělení zápočtu je změření a zpracování zadaných laboratorních úloh a získání minimálně 15 b. ze 30 možných. Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Účast na laboratorní výuce je povinná. Řádně omluvenou zameškanou výuku lze po domluvě s vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozvinout znalosti získané v předmětu Elektrotechnika 1. Připravit studenty pro studium v následujících předmětech elektrotechnických specializací.
Po absolvování předmětu bude student schopen:
- definovat pojmy z oboru analýzy obvodu v HUS jako fázor, komplexor, impedance, admitance apod., analyzovat lineární elektrické obvody v HUS;
- vyjmenovat primární a sekundární parametry vedení, vysvětlit šíření vln na přenosovém vedení v ustáleném stavu i při přechodném ději;
- vysvětlit chování obvodů RLC, význam pojmu rezonance, odezva obvodu;
- diskutovat význam trojfázových rozvodných soustav a rozlišit pojmy s tím související;
- aplikovat Laplaceovu transformaci při řešení přechodných dějů v lineárních obvodech;
- vypočítat odezvu lineárního obvodu na základní vstupní signály.

Základní literatura

SEDLÁČEK, J.; MURINA, M.; STEINBAUER, M.; KROUTILOVÁ, E. Elektrotechnika 2 - laboratorní a počítačová cvičení. BRNO, Ing. Zdeněk Novotný, CSc., Ondráčkova 105, 628 00 Brno. 2008. p. 1 - 160. ISBN 978-80-214-3575-9. (CS)
KALÁB, P.; STEINBAUER, M.; VESELÝ, M. Bezpečnost v elektrotechnice. Brno: Ing. Zdeněk Novotný, CSc, Ondráčkova 105, 628 00 Brno, 2009. s. 1-68. ISBN: 978-80-214-3952- 8. (CS)

Doporučená literatura

MIKULEC, M., HAVLÍČEK, V.:Základy teorie elektrických obvodů, ČVUT Praha 2003 (CS)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 1. ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPC-AMT bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPC-EKT bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPC-MET bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPC-SEE bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPC-TLI bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.
doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.

Osnova

1. Harmonické veličiny v elektrických obvodech, fázory, imitance
2. Symbolická metoda analýzy lineárních obvodů v HUS, výkon v HUS
3. Metoda náhradního zdroje, metoda smyčkových proudů (MSP), metoda uzlových napětí (MUN) v HUS
4. Trojfázové obvody
5. Analýza trojfázových obvodů
6. Vlastnosti základních pasivních lineárních dvojbranů
7. Rezonanční obvody
8. Přechodné děje v lineárních obvodech 1. a 2. řádu, klasická metoda řešení
9. Řešení přechodných dějů operátorovou metodou
10. Přechodné děje s nenulovými poč. podmínkami, přechodná a impulsová odezva lineárního obvodu
11. Homogenní vedení, primární a sekundární parametry, přechodné děje na vedení
12. Vedení v HUS, vlny na vedení, vlnová impedance, aplikace vedení
13. Rezerva, příprava na zkoušku 

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.
Ing. Tomáš Hejtmánek
Ing. Karel Juřík
Mgr. Miloš Klíma, Ph.D.
Ing. Jan Klouda
Ing. Zoltán Szabó, Ph.D.

Osnova

1 A Impedance dvojpólu
2 A Analýza obvodu v harmonickém ustáleném stavu
3 A Výkon v jednofázovém obvodu
4 A Fázorové diagramy
5 A Trojfázová soustava
6 A Výkon v trojfázové soustavě
7 A Základní vlastnosti článků RC a CR
1 B Sériový rezonanční obvod
2 B Paralelní rezonanční obvod
3 B Přechodné děje v obvodech RC a RLC
4 B Analýza neharmonických signálů
5 B Šíření vln na homogenním vedení
6 B Přechodné děje na homogenním vedení
7 B Měření výkonu na zářivce 

Cvičení s počítačovou podporou

19 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Čáp, Ph.D.
prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.
Ing. Rastislav Motúz, Ph.D.
Ing. Zdeněk Roubal, Ph.D.
Ing. Lukáš Zdražil

Osnova

1. Komplexní čísla - základní operace, fázory
2. Úvod do symbolické metody analýzy lineárních obvodů, metoda postupného zjednodušování, výkon v HUS
3. Metoda smyčkových proudů (MSP), metoda uzlových napětí (MUN)
4. Metoda náhradního zdroje, Fázorové diagramy
5. Simulace obvodů 1. část. 1. písemný test
6. Trojfázové obvody, výkony v trojfázových obvodech
7. Základní pasivní lineární dvojbrany
8. Rezonanční obvody. 2. písemný test
9. Přechodné děje v lineárních obvodech
10. Přechodné děje s nenulovými počátečními podmínkami
11. Přechodná a impulsová odezva lineárního obvodu. 3. písemný test
12. Homogenní vedení
13. Simulace obvodů 2. Test z laboratorních úloh 

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz