420-2016/02 – Teorie obvodů I (TOI)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 8 |
| Garant předmětu | Ing. Stanislav Zajaczek, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2021/2022 |
| Určeno pro fakulty | FEI, USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem výuky je naučit studenty tvůrčím způsobem aplikovat fyzikální zákony a principy při analýze elementárních jevů ve střídavých a stejnosměrných obvodech s lineárními i nelineárními prvky. Po absolvování výuky předmětu Teorie obvodů I umí student vypočítat proudy, napětí, výkony a energie kdekoliv v obvodu a na jejich základě posuzovat vlastnosti elektrických zařízení. Získané vědomosti a dovednosti student účinně uplatní v praxi.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Kurz Teorie obvodů I se zabývá analýzou elektrických obvodů, protože ty jsou nejcharakterističtější strukturou v elektroinženýrství. Poznatky z teorie elektrických obvodů patří mezi základní znalosti uplatňující se celém průběhu studia. Cílem obvodové analýzy je vypočítat napětí a proudy kdekoliv v obvodu a pak na jejich základě usuzovat o vlastnostech obvodu či zařízení. Teze: elementární modely elektromagnetických jevů, techniky obvodové analýzy, přechodné jevy v lineárních obvodech 1. řádu, experimentální měření.
PARALELNÍ VÝUKA V ANGLICKÉM JAZYCE (doc. Punčochář)
Povinná literatura:
Mikulec, M., Havlíček,V.: Základy teorie elektrických obvodů I., II. ČVUT Praha 2004
Kijonka, J. a kol.: Studijní opory předmětu Teorie obvodů I. VŠB TU Ostrava, 2006
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky udělení zápočtu:
Do konce 14. týdne v semestru musí student získat minimálně 3 body.
Student má možnost získat maximálně za samostatné práce v průběhu semestru 0 až 33 bodů a za semestrální projekt 0 až 9 bodů.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky na studenta nejsou.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
• Seznámení se s předmětem. Vymezení základních pojmů.
• Věty o náhradních zdrojích, výkonové a impedanční přizpůsobení zdroje. princip superpozice. Transfigurace.
• Analýza obvodů v harmonickém ustáleném stavu. Komplexor, fázor, fázorový diagram, účiník.
• Topologie elektrických obvodů, řešení rozvětvených elektrických obvodů přímou aplikací Kirchhoffových zákonů, řešení soustavy rovnic.
• Analýza obvodů metodou řezových napětí a smyčkových proudů. Princip reciprocity a kompenzace.
• Rezonance, činitel jakosti, šířka pásma. Imitanční funkce, kompenzace jalových složek.
• Indukční vazba, vzájemná indukčnost. Elementární modely transformátorů, náhrada indukční vazby galvanickou.
• Analýza obvodů s nelineárními prvky. Charakteristiky, určování linearizovaných diferenciálních a diferenčních parametrů. Grafická metoda. Metoda linearizace.
• Magnetické obvody
• Aproximace neharmonických průběhů Fourierovou řadou a časovou posloupností jednotkových funkcí.
• Analýza obvodů s neharmonickými průběhy veličin, výkony, činitelé výkonů.
• Určování parametrů a imitancí technických prvků. Ekvivalence, dualita.
• Dielektrické obvody
• Konzultace
Semináře:
• Určování odporů a parametrů zdrojů. Napěťový a proudový dělič.
• Metoda postupného zjednodušování a přímo úměrných veličin. Transfigurace D-Y.
• Princip superpozice.
• Fázorové diagramy, výkony, imitance.
• Metoda řezových napětí.
• Metoda smyčkových proudů.
• Určování rezonančních kmitočtů, kompenzace jalových složek veličin a výkonů.
• Sestavování obvodových rovnic v indukčně vázaných obvodech.
• Analýza nelineárních stejnosměrných obvodů.
• Superpozice elementárních analogových funkcí.
• Superpozice jednotkových funkcí.
• Analýza obvodů s neharmonickými periodickými průběhy elektrických veličin.
• Výpočet výkonů a imitancí v obvodech s neharmonickými průběhy veličin.
• Analýza dielektrických obvodů.
Laboratorní práce:
• Úvodní proškolení, seznámení s pracovištěm, vstupní test.
• Výpočet efektivních hodnot veličin, výkonu a práce skalárním součinem napětí a proudu.
• Měření parametrů zdrojů, výkonové přizpůsobení.
• Verifikace vět o náhradním zdroji.
• Verifikace výpočtových metod, principu kompenzace a reciprocity.
• Měření charakteristik nelineárních prvků.
• Měření obvodových veličin v sériovém obvodě technické cívky a kondenzátoru.
• Měření veličin v obvodech se sériovou a paralelní rezonancí, výpočet činitele jakosti.
• Stanovení indukční vazby, zobrazení magnetizační charakteristiky.
• Modelování průběhů goniometrickými funkcemi.
• Modelování průběhů jednotkovými funkcemi.
• Měření v jednoduchých obvodech s neharmonickými průběhy veličin.
• Určování paraemtrů technických prvků z naměřených okamžitých hodnot napětí a proudu.
• Konzultace, zápočet.
Semestrální projekt:
• 1. Analýza obvodů metodou řezových napětí a smyčkových proudů.
Písemné práce:
1. Vědomostní test.
2. Princip superpozice.
3.Analýza obvodu při harmonickém napájení.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky