Detail předmětu

Electrical Engineering 2

FEKT-BPA-EL2Ak. rok: 2023/2024

Předmět se věnuje základům elektrotechniky a rozšiřuje znalosti získané v předmětu BPA-EL1. V úvodu předmětu jsou probírány univerzální i speciální metody analýzy lineárních obvodů v harmonickém ustáleném stavu včetně vícefázových obvodů. V další části se studenti seznámí s vlastnostmi článků RC, RL a rezonančních obvodů RLC. Následuje seznámení s klasickou a operátorovou metodou řešení přechodných dějů v lineárních obvodech, studenti se naučí určovat odezvu obvodu na standardní signály a signály obecného tvaru. Poslední částí předmětu je teorie přenosových homogenních vedení.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

7

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

Student musí pro úspěšné zvládnutí předmětu:
- ovládat obsah předmětu Elektrotechnika 1;
- umět definovat pojmy elektrický odpor, kapacita a indukčnost;
- být schopen vlastními slovy vyjádřit základní zákony elektrických obvodů a umět vysvětlit vztah mezi napětím a proudem u základních prvků R, L a C;
- být schopen pomocí vhodné metody analyzovat lineární elektrické obvody;
- vypočítat základní parametry časově proměnných signálů;
- aplikovat postupy matematické analýzy pro výpočty soustav rovnic pomocí maticových metod;
- být schopen používat matematiku v oboru komplexních čísel;
- zvládat vypočítat obecné derivace a jednoduché integrály základních funkcí;
- umět počítat obyčejné lineární diferenciální rovnice.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené", kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Celkové hodnocení předmětu max. 100 bodů. Během semestru mohou studenti získat až 30 bodů za písemné testy ve cvičeních a 70 bodů za závěrečnou písemnou zkoušku. Podmínkou udělení zápočtu je změření a zpracování zadaných laboratorních úloh a získání minimálně 15 b. ze 30 možných. Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Účast na laboratorní výuce je povinná. Řádně omluvenou zameškanou výuku lze po domluvě s vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozvinout znalosti získané v předmětu Elektrotechnika 1. Připravit studenty pro studium v následujících předmětech elektrotechnických specializací.
Po absolvování předmětu bude student schopen:
- definovat pojmy z oboru analýzy obvodu v HUS jako fázor, komplexor, impedance, admitance apod., analyzovat lineární elektrické obvody v HUS;
- vyjmenovat primární a sekundární parametry vedení, vysvětlit šíření vln na přenosovém vedení v ustáleném stavu i při přechodném ději;
- vysvětlit chování obvodů RLC, význam pojmu rezonance, odezva obvodu;
- diskutovat význam trojfázových rozvodných soustav a rozlišit pojmy s tím související;
- aplikovat Laplaceovu transformaci při řešení přechodných dějů v lineárních obvodech;
- vypočítat odezvu lineárního obvodu na základní vstupní signály.

Základní literatura

BOYLESTAD, R. L. Introductory Circuit Analysis (13th Edition). Pearson 2015. ISBN 978-1-292098951 (EN)
Floyd, T. L., Buchla, D. (2009). Electronics fundamentals: circuits, devices & applications. Prentice Hall Press. (EN)
Mayergoyz, I. D., Lawson, W. (2012). Basic electric circuit theory. Gulf Professional Publishing. (EN)
Bird, J. Electrical and Electronic Principles and Technology, 5th edition. 2014. ISBN 978-0-41-5662857 (EN)

Doporučená literatura

MIKULEC, M., HAVLÍČEK, V.: Basic Circuit Theory. ČVUT Praha 2005 (EN)
MIKULEC, M., HAVLÍČEK, V.: Basic Circuit Theory II. ČVUT Praha 2003 (EN)
Mulukutla S. S. (2001) Introduction to Electrical Engineering.Oxford University Press. (EN)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , 1. ročník, letní semestr, povinný
    specializace BPA-PSA , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Komplexní čísla, harmonický ustálený stav, fázory
2. Harmonický ustálený stav, výkony v harmonickém ustáleném stavu, metoda zjednodušení
3. Metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí, metoda návrhadního zdroje
4. Trojfázové soustavy. Výkony v trojfázových soustavách.
5. Analýza trojfázových soustav
6. Pasivní sítě RC, RL
7. Rezonanční obvody sériové a paralelní
8. Přechodné děje v jednoduchých lineárních obvodech
9. Operátorová metoda řešení přechodných dějů
10. Přechodné děje s nenulovou IC, impulsní a přechodná odezva
11. Homogenní vedení
12. Příprava na zkoušku 

Cvičení na počítači

19 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Harmonický ustálený stav, fázory
2. Obvody v harmonickém ustáleném stavu, výkony v harmonickém ustáleném stavu, metoda zjednodušování
3. Metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí
4. Théveninova a Nortonova věta. Fázorové diagramy.
5. TEST 1
6. Trojfázová soustava
7. Pasivní dvojbrany. Rezonanční obvody.
8. TEST 2
9. Přechodné děje v jednoduchých lineárních obvodech
10. Přechodné děje s nenulovými počátečními podmínkami. Impulsní a přechodná odezva
11. TEST 3
12. Homogenní vedení 

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1 A Impedance dvojpólu
2 A Analýza obvodu v harmonickém ustáleném stavu
3 A Výkon v jednofázovém obvodu
4 A Fázorové diagramy
5 A Trojfázová soustava
6 A Výkon v trojfázové soustavě
7 A Základní vlastnosti článků RC a CR
1 B Sériový rezonanční obvod
2 B Paralelní rezonanční obvod
3 B Přechodné děje v obvodech RC a RLC
4 B Analýza neharmonických signálů
5 B Šíření vln na homogenním vedení
6 B Přechodné děje na homogenním vedení
7 B Měření výkonu na zářivce 

eLearning