Detail předmětu

Electrical Engineering 2

FEKT-BPA-EL2Ak. rok: 2024/2025

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 zahraničním 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

Bird, J. Electrical and Electronic Principles and Technology, 5th edition. 2014. ISBN 978-0-41-5662857 (EN)
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)

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)

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