Detail předmětu

Materiály v elektrotechnice

FEKT-SMEIAk. rok: 2005/2006

Složení, struktura a vlastnosti látek. Elektricky vodivé a odporové materiály. Fero- a ferimagnetické materiály. Polovodičové, dielektrické a izolační materiály. Kompozity. Materiály pro optoelektroniku. Vlivy prostředí a degradace vlastností materiálů. Vybrané technologické procesy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Výsledky učení předmětu

Student získá inženýrské znalosti o materiálech, o řízení jejich vlastností a o použití jednotlivých materiálů v elektrotechnické praxi. Současně bude schopen vhodně aplikovat materiály pro konstrukce elektrotechnických a elektronických zařízení a ve výrobních procesech.

Prerekvizity

Jedná se o předmět nestrukturovaného dobíhajícího studijního programu

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky zápočtu:
Realizace a zpracování všech laboratorních úloh. Minimálně 80% ní účast na numerických cvičeních.

Osnovy výuky

Složení, struktura a řízení vlastností materiálů.
Elementární a sloučeninové polovodiče.
Polovodiče vlastní a příměsové.
Základní polovodičové struktury a jejich vlastnosti.
Vlastnosti polovodičů v kombinovaných elektrických, magnetických a tepelných polích, fotoelektrické vlastnosti polovodičů.
Elektricky vodivé a odporové materiály. Elektrická vodivost kovů.
Termoelektrické napětí. Supravodivost, vysokoteplotní supravodiče.
Fero- a ferimagnetické materiály. Doménová struktura, magnetická hystereze. Ztráty ve feromagnetiku. Ferity. magnetické paměti.
Dielektrické a izolační materiály. Polarizace. Elektrická vodivost a dielektrické ztráty. Elektrické výboje.
Plynné, kapalné, tuhé anorganické a organické izolanty.
Pyroelektrika, piezoelektrika, feroelektrika, elektrety.
Materiály pro optoelektroniku.
Konstrukčni materiály. Kompozity. Vlivy prostředi na materiály.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s fyzikálními vlastnostmi materiálů, s jejich složením a strukturou a s důsledky strukturního uspořádání na vlastnosti látek. Znalost vzájemné vazby složení, struktury a vlastností umožní studentům navrhovat elektrotechnická a elektronická zařízení s využitím klasických, novodobých i méně tradičních materiálů.

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

Povinná účast ve výuce.

Základní literatura

Jirák, J., Autrata, R., Liedermann, K., Rozsívalová, Z., Sedlaříková, M.: Materiály a technická dokumentace, část Materiály v elektrotechnice. Elektronické texty, Brno 2002.

Doporučená literatura

Rous, B.: Materiály pro elektroniku a mikroelektroniku, SNTL Praha 1991, ISBN 80-03-00617-1
Hassdenteufel, J. a ost.: Elektrotechnické materiály, Alfa-SNTL Bratislava 1978.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EI-B3 bakalářský

    obor B3-EST , 2. ročník, letní semestr, povinný
    obor B3-EVM , 2. ročník, letní semestr, povinný
    obor B3-KAM , 2. ročník, letní semestr, povinný
    obor B3-SEE , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-EST , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-EST , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-EVM , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-EVM , 2. ročník, letní semestr, povinný
    obor M5-KAM , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-KAM , 2. ročník, letní semestr, povinný
    obor M5-SEE , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EI-M5 magisterský

    obor M5-SEE , 2. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Složení, struktura a řízení vlastností materiálů.
Elementární a sloučeninové polovodiče.
Polovodiče vlastní a příměsové.
Základní polovodičové struktury a jejich vlastnosti.
Vlastnosti polovodičů v kombinovaných elektrických, magnetických a tepelných polích, fotoelektrické vlastnosti polovodičů.
Elektricky vodivé a odporové materiály. Elektrická vodivost kovů.
Termoelektrické napětí. Supravodivost, vysokoteplotní supravodiče.
Fero- a ferimagnetické materiály. Doménová struktura, magnetická hystereze. Ztráty ve feromagnetiku. Ferity. magnetické paměti.
Dielektrické a izolační materiály. Polarizace. Elektrická vodivost a dielektrické ztráty. Elektrické výboje.
Plynné, kapalné, tuhé anorganické a organické izolanty.
Pyroelektrika, piezoelektrika, feroelektrika, elektrety.
Materiály pro optoelektroniku.
Konstrukčni materiály. Kompozity. Vlivy prostředi na materiály.

Cvičení odborného základu

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Řešení úloh z oblasti:
Stavba atomů, molekul a krystalických látek.
Polovodičové materiály.
Elektricky vodivé a odporové materiály.
Fero- a ferimagnetické materiály.
Dielektrické materiály.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Seznam laboratorních úloh:
Měření relativní permitivity a ztrátového činitele izolantů na Scheringove mostě.
Měření počáteční permeability feritů. Měření ztrátového čísla transformátorových a dynamových plechů.
Měření a vyhodnoceni teplotní závislosti odporu termistorů. Měření V-A charakteristiky žárovky a variátoru.
Měření měrných ztrát feromagnetických materiálů osciloskopickou a kalorimetrickou metodou.
Měření vnitřního a povrchového odporu izolantů metodou napěťového děliče a metodou voltampérovou.
Měření termoelektrického napětí kovů. Měření elektrické pevnosti izolantů.