Základy elektrotechniky (FSI-BZE)

Akademický rok 2019/2020
Garant: Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je získání teoretických a praktických znalostí ze základů elektrotechniky.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Základy elektrotechniky umožňuje studentům navázat na poznatky z dřívějšího studia a tyto prohloubit a především rozšířit o uvedené oblasti. Důraz je kladen na praktickou verifikaci teoretických poznatků v laboratorním cvičení.
Prerekvizity:
Předpokládá se znalost matematiky a fyziky ze středoškolského studia.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je zaměřen na základy elektrických a elektronických obvodů, elektrických strojů a elektrických pohonů, a to v rozsahu potřebném pro studenty bakalářského studia pro daný obor. Pozornost je také věnována teorii elektrických měření a otázkám bezpečnosti práce. Zvláštní důraz je kladen na laboratorní cvičení, kde si student prakticky ověří vybrané problémy z přednášené látky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět je ukončen zápočtem a zkouškou. K zápočtu je nutné splnění předepsaných a na začátku semestru avizovaných požadavků, tj. povinná účast na laboratorních cvičeních, příprava na cvičení, vypracování a včasné odevzdání všech protokolů z laboratorních cvičení a jejich uznání učitelem. Učitel může na začátku cvičení prověřit připravenost studentů na cvičení. Zkouška je realizována písemným testem, student může z tohoto testu získat až 100 bodů. Hodnocení výsledku zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka předmětu je kontrolována během semestru z hlediska účasti na laboratorních cvičeních a dále hodnocením každého laboratorního protokolu. Zameškanou laboratorní výuku lze v omluvených případech nahradit s jinou studijní skupinou po domluvě s učitelem z této skupiny nebo opět v omluvených případech na konci semestru v rámci náhradních laboratorních cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Elektrické obvody – základní veličiny a zákony, rozdělení elektrických obvodů, prvky elektrických obvodů, metody řešení stejnosměrných obvodů.
2. Elektrické obvody – střídavé obvody, trojfázové obvody, elektrické měření.
3. Elektronické obvody – základní pojmy z teorie polovodičů, polovodičové prvky, optoelektronické prvky.
4. Elektronické obvody – tranzistorové zesilovače, operační zesilovače, generátory, stabilizátory, měniče.
5. Elektrické stroje – definice, rozdělení, hlavní aktivní části, konstrukce a vlastnosti magnetických obvodů, konstrukce a vlastnosti elektrických obvodů – vinutí.
6. Transformátory – definice, rozdělení, štítek, provedení jednofázového a trojfázového transformátoru, princip činnosti jednofázového transformátoru.
7. Transformátory - transformátor naprázdno, při zatížení, nakrátko, trojfázový transformátor, paralelní chod, účinnost, speciální transformátory.
8. Asynchronní stroje - definice, vlastnosti, popis konstrukce, rozdělení, použití, princip činnosti, chod naprázdno, chod nakrátko, chod při zatížení.
9. Asynchronní stroje – účinnost, asynchronní generátor, spouštění, řízení otáček, brzdění, jednofázový asynchronní motor.
10. Stejnosměrné stroje – definice, vlastnosti, popis konstrukce, rozdělení, použití, princip činnosti, provozní vlastnosti dynam, stroje s permanentními magnety, provozní vlastnosti stejnosměrných motorů.
11. Synchronní stroje – definice, popis konstrukce, rozdělení, základní teorie synchronního generátoru, připojení synchronního generátoru na síť, stroje s permanentními magnety, synchronní motor.
12. Speciální elektrické stroje: krokové, lineární, komutátorové motory, stroje s elektronickou komutací.
13. Elektrické pohony – definice, blokové schéma, mechanické vlastnosti, energetické vlastnosti, druhy zatížení, regulační pohon.
    Laboratorní cvičení Následujících 6 cvičení probíhá jednou za 2 týdny, cvičení trvá 2 hodiny:
1.Úvod, organizační záležitosti, bezpečnost práce – poučení, bezpečnost práce – přezkoušení, základy teorie elektrických měření.
2.Stejnosměrné obvody a střídavé elektrické obvody.
3.Trojfázový transformátor.
4.Asynchronní motor.
5.Stejnosměrný motor.
6.Synchronní stroj.
Následující cvičení trvá 1 hodinu:
7.Zápočet.
Literatura - základní:
1. HAMMER,Miloš. Elektrotechnika a elektronika. Přednášky. 1. vydání. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno,2006. 134 s. Učební texty Vysokého učení technického v Brně. Fakulta strojního inženýrství. ISBN 80-214-3334-5.
2. MICHALÍK,J; BUDAY,J. Elektrické stroje. 1. vydání. Žilina: EDIS –vydavatel´stvo ŽU, 2006, 192 stran. ISBN 80-8070-568-2.
3. FISCHER, Rolf. Elektrische Maschinen. 14.doplněné a aktualizované vydání. Hanser Fachbuch,Německo, 2009, 417 stran. ISBN 978-3-446-41754-0.
4. FITZGERALD,A.E; KINGSLEY,CH.; UMANS,S.D. Electric Machinery. 6. vydání. USA: McGraw-Hill, 2003, 703 stran. ISBN 0-07-112193-5. 6.
5. GURU,B.S; HIZOROGLU,H.R. Electric Machinery and Transformers. 3.vydání. Oxford University Press, 2001,726 stran. ISBN 978-0-19-513890-0.
Literatura - doporučená:
6. KOPYLOV,I.P.aj. Stavba elektrických strojů.1. vydání. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 688 s. Typové číslo L25-C3-IV-41f/58667.
7. RAJENDRA PRASAD. Fundamentals of Electrical Engineering. Sixth printing (Second Edition). Published by Asoke K. K. Ghosh, PHI Learning Private Limited, New Delhi. 2009. 824 s. ISBN 978-81-203-3928-6 .
8. MELKEBEEK, J.A. Electrical Machines and Drives: Fundamentals and Advanced Modelling. Springer, 2018. 734 s. ISBN 3319727303.
9. JANARDANAN, E.G. Special Electrical Machines. PHI Learning Pvt. Ltd., 2014. 280 s. ISBN 9788120348806.
10. HUGHES, A. Electric Motors and Drives Fundamentals. Types and Applications. Third edition. 410 s. Newnes is an imprint of Elsevier Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP 30 Corporate Drive, Suite 400, Burlington, MA 01803, 2006. ISBN-13: 978-0-7506-4718-2.
11. NASAR, S., BOLDEA, I. Electric Drives. Boca Raton: CRC Press, 2017. 3. vydání. 672 s. ISBN 9781498748216.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-P prezenční studium B-KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 6 Povinný 1 2 L