420-4026/01 – Vybrané kapitoly z elektrodynamiky (VKED)

Garantující katedraKatedra elektrotechnikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc.Garant verze předmětudoc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
IVA10 doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc.
ORS60 Ing. Petr Orság, Ph.D.
ZAJ02 Ing. Stanislav Zajaczek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 7+7

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- vést studenty aby uměli postihnout v projekční praxi působení magnetických sil, ať již v případech, kdy je toto působení žádoucí (elektromotory, elektromagnety, apod.) nebo kdy je potřeba toto silové působení respektovat jako sekundární problém při návrhu elektrických zařízení (rozvaděče, rozvodny, kabelová vedení,…) - seznámit studenty s riziky působení statické elektřiny v projektovaných zařízeních spojených s ukládáním sypkých hmot, výrobou a zpracováním papíru, umělohmotných folií, v projekci nemocničních prostor apod. - poukázat na možnost kapacitní interakce mezi různými zařízeními elektrotechniky, zvládnout výpočty kapacit vedení, přípojnic - zvládnout výpočty indukčností jednoduchých geometrií vodičů, vliv indukční interakce na funkci projektovaných zařízení - poukázat na změnu elektrického odporu s teplotou a frekvencí (skinefekt), vysvětlit mechanismus přenosu elektrické energie okolním prostorem vodiče - doplnit poznatky z elektromagnetické kompatibility o problémy rušení vyzářenou energií - vést studenty k využívání moderních matematických metod a softwarových nástrojů (QField, COMSOL) pro vizualizaci elektromagnetického pole, výpočty sil a parametrů elektrických zařízení

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět vychází z požadavků projektantů na řešení elektrodynamických jevů především v silnoproudé elektro elektrotechnice. Vytipování těchto problémů bylo usputečněno s pracovníky z různých průmyslových podniků a vychází i ze zkušenosti vyučujícího při projekční práci ve firmě ENERGOPROJEKT. Předmět se zabývá silovým působením elektrického pole (odlučovače, omezení statické elektřiny v provozech) a hlavně silovým působením magnetismu (síly v rozvodnách a rozváděčích, síly mezi přípojnicemi, interakce sil kabelových rozvodů apod.). Nedílnou součást tvoří výpočty kapacit vedení různých uspořádání, výpočty indukčností elektrických zařízení, výpočty vodivostí proudovodných částí v závislosti na frekvenci (skinefekt) a svod izolačních prvků. Předmět uvádí studenty do problematiky elektromagnetické kompatibility v souvislosti s vyzařovanou a přijímanou rušivou energií.

Povinná literatura:

Ivánek,L.: Vybrané kapitoly z elektrodynamiky - přednášky Ivánek,L., Zajaczek,S.: Vybrané kapitoly z elektrodynamiky - návody na cvičení

Doporučená literatura:

Ivánek, L., Zajaczek,S.: . Elektromagnetismus – učební text, Ediční středisko VŠB – TUO, v rámci operačního programu Rozvoj lidských zdrojů spolufinancováno z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR, 2007, ISBN 978-80-248-1486-5. Ivánek,L.: Selected Chapters from electrodynamics - lectures Ivánek,L., Zajaczek,S.: Selected Chapters from electrodynamics - tutorials on exercises

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Obhajoba všech protokolů z laboratorních cvičení a projektu. Závěrečná zkouška - zodpovězení otázek vymezených v Moodle.

E-learning

Další požadavky na studenta

Požadovány jsou základní znalosti fyziky. Z matematiky se předpokládá znalost komplexní proměnné.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Základy matematiky pro elektromagnetismus - Vektorový počet 2. Fyzikální jednotky používané v elektromagnetismu. 3. Fyzikální představy elektromagnetického pole. Jednota elektrických a magnetických jevů 4. Maxwellovy rovnice diferenciální a integrální tvar – souvislost se základními rovnicemi elektrotechniky 5. Elektrické pole ve vodiči, dielektriku 6. Elektrická vodivost, závislost vodivosti na teplotě, supravodivost 7. Elektrostatické síly a jejich využití 8. Praktické výpočty kapacit v elektrických zařízeních 9. Praktické výpočty indukčností v elektrických zařízeních 10. Energie v elektromagnetickém poli, energie ztracená v hysterezním cyklu 11. Síly v magnetickém poli 12. Vířivé proudy, povrchový jev a jev blízkosti, stínění elektromagnetických polí 13. Elektromagnetická interference vlivem záření vln 14. Lidský organismus v elektromagnetickém poli - elektromagnetický smog, bezpečnost nf i vf polí. Cvičení: 1. Gaussova věta , Ampérův zákon 2. Biot-Savartův zákon a metoda superpozice 3. Metoda zrcadlení 4. Výpočty odporů masivních vodičů. 5. Výpočty kapacit. 6. Výpočty indukčností. 7. Použití indukčního zákona. 8. Síly a energie. Laboratoře: 1. Silové působení dvou vodičů v různých polohách vůči sobě 2. Vliv povrchového jevu (skinefektu) na impedanci vodivých předmětů 3. Závislost impedance cívky bez jádra a s různými typy jader na frekvenci 4. Ovlivnění vodiče střídavého proudu feromagnetickými drážkami 5. Příklady praktického zjišťování ovlivňování dvou zařízení elektromagnetickou interakcí 6. Vlastnosti chování kabelů v závislosti na frekvenci. Projekty prováděny pomocí počítačů: 1. Vizualizace účinků elektrostatiky v konkrétním projektovaném případě 2. Řešení účinků magnetického pole přípojnic různě vůči sobě ustavených

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2017/2018 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  10
        Zkouška Zkouška 55  6
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2661) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku