Základy elektrotechniky (FSI-BZE-K)

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:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 13 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  1 × 4 hod. povinná                  
    Řízené samostudium  1 × 35 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu 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.
    Řízené samostudium 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.
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 .
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-K kombinované studium B-KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 6 Povinný 1 2 L