Soubor: osnova_zaet-ks.tex, 20.9.2014 11:07
Základy elektrotechniky – kombinované studium
Osnova přednášek
1) Základní pojmy z elektrotechniky, elektrické veličiny, charakteristiky periodických
průběhů, prvky elektrických obvodů, základní obvodové prvky, spojení dvojpólů a
základních obvodových prvků
2) Řešení stejnosměrných elektrických obvodů
3) Řešení střídavých elektrických obvodů v harmonickém ustáleném stavu
4) Řešení obvodů pomocí metody smyčkových proudů a metody uzlových napětí
5) Přechodné jevy
Osnova předmětu
1) Základní pojmy z elektrotechniky, elektrické veličiny, charakteristiky periodických
průběhů
2) Prvky elektrických obvodů: základní obvodové prvky, charakteristiky základních obvodových prvků, spojení dvojpólů a základních obvodových prvků
3) Stejnosměrné elektrické obvody: řešení stejnosměrných elektrických obvodů pomocí
elementárních metod obvodové analýzy, metoda postupného zjednodušování, nezatížený dělič napětí, dělič proudu, transfigurace hvězda-trojúhelník
4) Stejnosměrné elektrické obvody: princip superpozice v lineárních obvodech, náhradní
zapojení zdrojů, (lineární) aktivní odporový dvojpól, Théveninův a Nortonův teorém
5) Stejnosměrné elektrické obvody: výkon, příkon, účinnost, výkonové přizpůsobení
zdroje a spotřebiče
6) Střídavé elektrické obvody: základní elektrické obvodové prvky v harmonickém ustáleném stavu, výkon elektrického napětí a proudu s harmonickým průběhem
7) Střídavé elektrické obvody: symbolicko-komplexní metoda, fázory, imitance, spojování imitancí, komplexní zdánlivý výkon, přenos
8) Střídavé elektrické obvody: řešení obvodů symbolicko-komplexní metodou
9) Střídavé elektrické obvody: výkonové přizpůsobení střídavého zdroje a spotřebiče,
rezonance
10) Metoda smyčkových proudů, vázané induktory v metodě smyčkových proudů
11) Metoda uzlových napětí, vázané induktory v metodě uzlových napětí
12) Přechodné jevy: stejnosměrné obvody 1. řádu
13) Přechodné jevy: střídavé obvody 1. řádu
14) Přechodné jevy: obvody vyšších řádů
Zakončení předmětu
K úspěšnému zakončení předmětu je nutné úspěšně napsat zápočtovou písemku. Předmět je zakončen klasifikovaným zápočtem. V celkové klasifikaci se bude odrážet výsledek
zápočtové písemky. Případně mohou být položeny doplňující ústní otázky.
Literatura
• Malý, K.: Elektrotechnika. Učební text FD ČVUT. Česká technika – nakladatelství
ČVUT, Praha 2011. ISBN 978-80-01-04866-5.
1
Soubor: osnova_zaet-ks.tex, 20.9.2014 11:07
• Malý, K. – Musil, T. – Sadil, J. – Sýkora, O. – Zelenka, J.: Základy elektrotechniky –
cvičení. Učební text FD ČVUT. Česká technika – nakladatelství ČVUT, Praha 2012.
ISBN 978-80-01-05087-3.
• Elektronické studijní materiály na http://labe.felk.cvut.cz/~maly
Další doporučená literatura
• Havlíček, V. – Pokorný, M. – Zemánek, I.: Elektrické obvody 1. Česká technika –
nakladatelství ČVUT, Praha 2005. ISBN 80-01-03299-X
• Čmejla, R. – Havlíček, V. – Zemánek, I.: Základy teorie obvodů 1 – Cvičení. Skripta
FEL ČVUT. ČVUT, Praha 2004. ISBN 80-01-02993-X
Zápočtová písemka
Zápočtová písemka se bude konat v prvním týdnu zkouškového období. Termín bude
vypsán v systému KOS.
Písemka bude obsahovat tři početní příklady a tři otázky z teorie. Čas na písemku
bude zhruba 60 minut s přihlédnutím k obtížnosti příkladů.
V písemce budou požadovány znalosti z veškerého učiva, které je obsahem povinného učebního textu „Elektrotechnikaÿ. Zároveň bude po studentovi požadováno, aby
byl schopen nabyté teoretické znalosti uplatnit také k matematickému rozboru elektrických obvodů či k jejich syntéze ap. Příkladem může být výpočet konkrétní elektrické
veličiny v zadaném elektrickém obvodu.
Pro úspěšné napsání zápočtové písemky je nutné dosáhnout alespoň stanoveného minima bodů.
Hodnocení zápočtové písemky
Početní příklad :
Teoretická otázka:
Maximum bodů :
Nutné minimum :
4
2
18
9
body
body
bodů
bodů
Výsledná známka je odstupňována přibližně podle doporučené klasifikační stupnice
ECTS (18 bodů ↔ 100 %).
Body ∈
< 0, 9)
< 9, 10)
< 10, 12) < 12, 14) < 14, 16) < 16, 18 >
Známka
F
E
D
C
B
A
nedostatečně
dostatečně
uspokojivě
dobře
velmi dobře
výborně
Náhradní/opravné termíny
V případě neúspěchu nebo nepřítomnosti na zápočtové písemce lze využít dvou náhradních/opravných termínů. Náhradní/opravné termíny proběhnou v průběhu zkouškového období. Přesné termíny budou postupně vypisovány v systému KOS, případně včas
zveřejněny na webových stránkách http://labe.felk.cvut.cz/~maly.
2
Soubor: osnova_zaet-ks.tex, 20.9.2014 11:07
Tématické okruhy
Následující seznam je připomenutím některých důležitých témat, která by měla sloužit
jako pomocné vodítko při přípravě k zápočtové písemce z předmětu „Základy elektrotechnikyÿ.
1) Základní pojmy z elektrických obvodů
2) Elektrické obvodové veličiny: napětí, proud, práce elektrického pole a okamžitá hodnota výkonu
3) Druhy časových průběhů: rozdělení časových průběhů, charakteristiky periodických
průběhů (maximální, střední a efektivní hodnota), střídavé průběhy (poměrný činitel plnění, tvaru a výkyvu), harmonický průběh (vztah mezi maximální a efektivní
hodnotou harmonického napětí – poměrný činitel výkyvu)
4) Prvky elektrických obvodů: rozdělení, charakteristiky, základní obvodové prvky (základní aktivní dvojpóly, základní pasivní dvojpóly, charakteristiky, parametry, energie lineárních obvodových prvků rezistoru, kapacitoru a induktoru), Ohmův zákon,
spojení dvojpólů (sériové, paralelní a smíšené)
5) Stacionární ustálený stav: elementární metody analýzy, metoda postupného zjednodušování, nezatížený a zatížený dělič napětí, dělič proudu, transfigurace hvězda-trojúhelník, transfigurace trojúhelník-hvězda, věty o náhradních zdrojích (lineární
aktivní odporový dvojpól, Théveninův a Nortonův teorém), princip superpozice, výkon, příkon, účinnost, výkonové přizpůsobení
6) Harmonický ustálený stav: chování základních pasivních obvodových prvků při harmonickém buzení, symbolicko-komplexní metoda (fázor, komplexor, přiřazení fázoru
k časovému průběhu a obráceně, početní operace s fázory, fázorový diagram, imitance (impedance a admitance rezistoru, kapacitoru a induktoru), složkový a exponenciální tvar fázoru a imitance, reaktanční prvky (indukční a kapacitní reaktance),
význam imitancí pro spojování prvků a přenos), řešení obvodů v harmonickém ustáleném stavu (metoda postupného zjednodušování, transfigurace a věty o náhradních
zdrojích v harmonickém ustáleném stavu – Théveninův a Nortonův teorém), výkon
harmonického proudu (činný, jalový a zdánlivý výkon a účiník), vyjádření výkonů
harmonického proudu pomocí fázorů (komplexní zdánlivý výkon), výkonové přizpůsobení, rezonance (sériový a paralelní rezonanční obvod)
7) Obvodové rovnice: Kirchhoffovy zákony, základní pojmy z topologie elektrických obvodů (větev, uzel, uzlová dvojice, smyčka, strom,. . .), metoda smyčkových proudů
(nezávislá větev, nezávislá smyčka, smyčkový proud, volba smyček a soustava smyčkových proudů, vázané induktory v metodě smyčkových proudů), metoda uzlových
napětí (volba vztažného uzlu, uzlové napětí, soustava uzlových napětí, obvody s více
zdroji bez společné svorky – řešení pomocí řezu, vázané induktory v metodě uzlových
napětí)
8) Přechodné jevy v lineárních obvodech: analýza v časové oblasti, úplný systém počátečních podmínek, úplný systém počátečních energetických podmínek, základní
obvody prvního řádu (obvod s kapacitorem a induktorem), náhradní zapojení pro
kapacitor a induktor, přechodné jevy prvního řádu ve stejnosměrných a střídavých
obvodech, odezva obvodu na počáteční podmínky, přechodná a ustálená složka, časová konstanta τ , grafické znázornění průběhu obvodové veličiny v době trvání přechodného jevu, přechodné jevy vyšších řádů, sériový obvod RLC (případy podle
povahy kořenů charakteristické rovnice)
Ing. Karel Malý, Ph.D.
3
Download

ZAET pro kombinované studium