Elektrotechnika a elektronika (FSI-6EE)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy moderní elektrotechniky, které jsou nutné pro studium dalších strojírenských předmětů a především pro zvládnutí technické praxe.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Elektrotechnika a elektronika 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, a to v rozsahu probíraném v rámci předchozího studia na Fakultě strojního inženýrství.
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 fakult strojního inženýrství. 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. Dále je pro získání zápočtu nutné získat minimálně poloviční počet bodů z kontrolních testů. Z kontrolních testů je možné získat maximálně 20 bodů, které jsou součástí celkové klasifikace.
Zkouška je realizována písemným testem, skládající se z teoretické části a části s příklady. Student může ze zkoušky získat až 80 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 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, základní prvky, řešení stejnosměrných obvodů - základní rozdělení obvodů, základní prvky, řešení stejnosměrných obvodů
2. Střídavé obvody, přechodné jevy - střídavé veličiny, pasivní prvky ve střídavých obvodech, řešení střídavých obvodů, přechodné jevy, trojfázové veličiny
3. Polovodičové prvky – polovodiče, diody, tranzistory, tyristory
4. Výkonová elektronika – usměrňovače, měniče, spínané zdroje
5. Magnetické obvody, transformátory - magnetické materiály, základní magnetické veličiny, transformátory
6. Točivé elektrické stroje, střídavé stroje, synchronní stroje, reluktanční motory, krokové motory
7. Asynchronní stroje – princip funkce, vlastnosti, regulace otáček, reverzace, brzdění, jednofázové motory
8. Stejnosměrné stroje – princip funkce, vlastnosti, regulace otáček, EC motory, univerzální motory
9. Elektrické pohony - struktura pohonů, zatěžovací charakteristiky, vlastnosti, účinnost, oteplení, výpočet ekvivalentních parametrů pohonu
10. Senzory s elektrickým výstupem – typy senzorů, AD převod, vlastnosti měřících členů (senzorů a vstupů)
11. Elektrické přístroje, elektrické instalace – prvky elektrické instalace, jištění, spínání, bezpečnost
12. Elektrické pohony - řízení pohonů, moderní elektrický pohony
13. Aplikace elektrotechniky ve strojních zařízeních
    Laboratorní cvičení 1. Úvod, organizační záležitosti, bezpečnost práce.
2. Rozvod elektrické energie.
3. Stejnosměrné obvody a elektronické prvky.
4. Střídavé elektrické obvody.
5. Příklady - obvody
6. Elektronické obvody.
7. Trojfázový transformátor.
8. Asynchronní motor.
9. Asynchronní motor s měničem frekvence.
10. Stejnosměrný motor.
11. Příklady - pohony
12. Synchronní stroj.
13. Použití stykačů v praxi, 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. HAMMER, Miloš, 2006. Elektrotechnika a elektronika: přednášky. Brno: Akademické nakladatelství CERM. ISBN 80-214-3334-5.
2. VOŽENÍLEK, Petr, Vladimír NOVOTNÝ a Pavel MINDL, 2011. Elektromechanické měniče. 2. vyd. Praha: České vysoké učení technické v Praze. ISBN 978-80-01-04875-7.
3. KOBRLE, Pavel a Jiří PAVELKA. Elektrické pohony a jejich řízení. 3. přepracované vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2016. ISBN 978-80-01-06007-0.
4. NOVÁK, Martin, Jan CHYSKÝ, Ivan UHLÍŘ a Lukáš NOVÁK, 2017. Sbírka příkladů z elektrotechniky, elektroniky a elektrických strojů a pohonů. 2. vydání. V Praze: České vysoké učení technické. ISBN 978-80-01-06097-1.
Literatura - doporučená:
1. MICHALÍK,J; BUDAY,J. Elektrické stroje. 1. vydání. Žilina: EDIS –vydavatel´stvo ŽU, 2006, 192 stran. ISBN 80-8070-568-2.
2. HŰTTNER, L.; KLUG,L. Elektrické stroje. 1. vydání. Bratislava: Vydavatelství Slovenské technické univerzity v Bratislave, 2005, 172 stran. ISBN 80-227-2234-0.
3. JAVŮREK, J.Regulace moderních elektrických pohonů. 1. vydání. Praha: Grada Publishing, 2003. 263 s. ISBN 80-247-0507-9.
4. FITZGERALD, A. E., Charles KINGSLEY a Stephen D. UMANS, c2003. Electric machinery. 6th ed. Boston, Mass.: McGraw-Hill. ISBN 00-711-2193-5.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 1 2 L
B-STR-P prezenční studium KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 5 Povinný 1 2 L
B-STR-P prezenční studium AIŘ Aplikovaná informatika a řízení -- zá,zk 5 Povinný 1 2 L
B-STR-P prezenční studium SSZ Stavba strojů a zařízení -- zá,zk 5 Povinný 1 2 L
B3S-P prezenční studium B-STI Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 3 L