TE2RC_ELT Elektrotechnika

Pedagogická fakulta
jaro 2008
Rozsah
10 hodin. 7 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Gabriela Štěpánová (cvičící)
Garance
doc. PhDr. Zdeněk Friedmann, CSc.
Katedra technické a informační výchovy – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Gabriela Jančíková
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je upevnění základních vědomostí z oblasti elektrotechniky, konkrétně z oblasti stejnosměrných obvodů, problematiky magnetického pole a rozvodu elektrické energie, dále základních vědomostí z oblasti střídavých obvodů a jejich praktického využití, tedy především u elektrických strojů a dále zopakování el. měření a měřicích metod.
Osnova
  • 1. Základní pojmy (fyzikální veličiny a jednotky – mezinárodní soustava jednotek SI, stavba hmoty, složení látek, stavba atomů, pohyb částic, volné elektrony, elektrický náboj, vznik elektrického proudu, proudová hustota, druhy látek v závislosti na vodivosti). 2. Elektrický obvod (prvky elektrických obvodů,elektrické zdroje, zatěžovací charakteristiky zdrojů, rezistory, dimenzování rezistorů, normalizované řady, provedení a konstrukce rezistorů). 3. Stejnosměrný proud (Ohmův zákon, odpor rezistoru, výpočet odporu z vlastností vodiče, vodivost, rezistivita, závislost odporu na teplotě, teplotní součinitel odporu, supravodivost, práce a výkon elektrického proudu, účinnost, Joule-Lencův zákon, tepelné a elektrické spotřebiče). 4. Řešení obvodů stejnosměrného proudu (Kirchhoffovy zákony, topologie obvodů, smyčka, uzel, použití Ohmova zákona a Kirchhoffových zákonů pro řešení obvodů stejnosměrného proudu, zjednodušování obvodů, transfigurace, dělič napětí, dělič proudu, metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí). 5. Elektrostatické pole (Coulombův zákon, vznik elektrostatického pole, dielektrikum, polarizace dielektrika, zobrazování elektrostatických polí, veličiny a konstanty elektrostatického pole, elektrická pevnost dielektrika). 6. Kondenzátory (kapacita rovinného kondenzátoru, druhy kondenzátorů, použití kondenzátorů, řešení obvodů s kondenzátory, energie elektrostatického pole, nabíjení a vybíjení kondenzátorů, elektrostatické jevy v praxi). 7. Magnetické pole (magnety permanentní, elektromagnety, příčina existence magnetického pole, vznik magnetického pole, zobrazování magnetických polí, skládání magnetických polí, veličiny a konstanty magnetického pole). 8. Magnetické látky (magnetické vlastnosti látek, magnetizační charakteristika feromagnetických látek, křivka prvotní magnetizace, hysterezní smyčka, příčina hystereze, komutační křivka, použití magnetických látek, hysterezní ztráty, využití magnetických polí). 9. Řešení magnetických obvodů. (Hopkinsonův zákon, řazení částí magnetického obvodu buzeného elektrickým proudem, magnetický odpor a magnetická vodivost, analogie a rozdíly v řešení magnetických a elektrických obvodů). 10. Elektromagnetická indukce (indukované napětí a indukovaný proud, indukční zákon, indukčnost cívky, energie magnetického pole, ztráty ve feromagnetických materiálech). 11. Výroba elektrické energie (význam a výhody výroby elektrické energie, princip a činnost elektrárny, druhy elektráren, otázky životního prostředí, zatížení elektrárny, pracovní diagram). 12. Rozvod elektrické energie (výhody přenosu energie na velké vzdálenosti, všeobecná elektrizace, rozvodné soustavy, povrchový jev, svod, koróna, požadavky na přenos elektrické energie). 13. Střídavé obvody (definice střídavého proudu, vznik střídavého proudu, matematické vyjádření střídavého proudu a střídavého napětí, veličiny a jednotky střídavého proudu, fázory, výkon střídavého proudu). 14. Jednoduché obvody se sinusovým střídavým proudem (ideální rezistor v obvodu střídavého proudu, ideální cívka v obvodu střídavého proudu, ideální kondenzátor v obvodu střídavého proudu). 15. Složené obvody se sinusovým střídavým proudem (sériové spojení ideálních prvků, paralelní spojení ideálních prvků (RC, RL, LC, RLC), rezonanční obvody, Thomsonův vzorec, rezonanční křivka, činitel jakosti). 16. Symbolicko-komplexní metoda řešení obvodů se střídavým proudem (operace s komplexními čísly, symboly pro prvky obvodů střídavého proudu, řešení obvodů symbolickou metodou – platnost Ohmova zákona a Kirchhoffových zákonů). 17. Trojfázová soustava (trojfázový střídavý proud, časový průběh indukovaného napětí, vlastnosti trojfázové soustavy, základní zapojení trojfázové soustavy, spojení trojfázového vinutí do hvězdy a do trojúhelníka, zatížení trojfázové soustavy, výkon a práce trojfázového proudu, kompenzace účiníku, točivé magnetické pole). 18. Přechodné jevy v elektrických obvodech. (přechodný jev RC, nabíjení a vybíjení ideálního kondenzátoru, průběhy napětí a proudu při nabíjení a vybíjení kondenzátor, přechodný jev RL, vznik a zánik ustáleného proudu, průběhy napětí a proudu na ideálním rezistoru a ideální cívce při vzniku a zániku ustáleného proudu). 19. Elektrické stroje (rozdělení elektrických strojů, transformátory, konstrukční uspořádání transformátorů, použití, princip činnosti transformátorů, ideální transformátor, základní rovnice transformátoru). 20. Provozní stavy transformátoru (transformátor naprázdno, transformátor nakrátko, transformátor při zatížení, autotransformátor, měřící transformátory). 21. Trojfázové transformátory (možnosti spojení trojfázového vinutí transformátoru, hodinový úhel, označování trojfázových transformátorů, paralelní chod transformátorů). 22. Asynchronní točivé stroje (význam a použití asynchronních strojů, konstrukční uspořádán, blokové schéma, princip činnosti, skluz, ztráty, účinnos, spouštění asynchronních motorů, brždění asynchr. motorů, momentová charakteristika asynchr. stroje, jednofázový asynchr. motor, lineární asynchronní motor). 23. Synchronní a stejnosměrné točivé stroje (význam a použití synchronních a stejnosměrných strojů, funkční blokové schéma synchronního a stejnosměrného motoru a generátoru, provedení synchr.a ss strojů, princip činnosti, alternátory – druhy, fázování alternátorů k síti, komutace a způsoby buzení ss strojů). 24. Elektrické měřicí přístroje. Metody měření základních elektrických veličin. (rozdělení el. měřicích přístrojů, měřicí rozsah, citlivost měřicích přístrojů, chyby měření, třídy přesnosti el. přístrojů, faktory, ovlivňující přesnost měření, přetížitelnost, značky na el. přístrojích, druhy měřících metod, měření aktivních a pasivních veličin, princip můstkových metod).
Metody hodnocení
Samostatné studium, konzultace nejasností a problémů. Závěrečný test.
Informace učitele
1. BLAHOVEC, A: Elektrotechnika I. Praha: Informatorium, 1995. 2. BLAHOVEC, A.: Elektrotechnika II. Praha: Informatorium, 1995. 3. BLAHOVEC, A: Elektrotechnika III. Praha: Informatorium, 1997. 4. TKOTZ, K a kol: Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, 2002. 5. SMEJKAL, J: Elektrotechnika. Brno: VUT, 1991. 6. GESCHEIDTOVÁ, E., REZ, J., STEINBAUER, M.: Měření v elektrotechnice. Brno: Vutium, 2002. 7. www.ped.muni.cz/wtech: Řešené a neřešené příklady k procvičení.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá blokově.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.