420-4026/02 – 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 zavedení2020/2021Rok zrušení2021/2022
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

Ivánek, L., Zajaczek, S.: Vybrané kapitoly z elektrodynamiky - studijní podklady v lms moodle.

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 popis fyzikálního pole - vektorový počet. 2. Fyzikální jednotky používané v elektrotechnice. 3. Fyzikální podstata elektromagnetických jevů, rozdělení elektromagnetismu v závislosti na frekvenci. 4. Význam Maxwellových rovnic v elektrotechnice – souvislost ze základními rovnicemi elektrotechniky. 5. Projevy elektrického pole v průmyslových zařízeních. 6. Podstata elektrické vodivosti, závislost vodivosti na teplotě, supravodivost. 7. Přechodové odpory, krokové napětí, principy měření zemních odporů. 8. Praktické výpočty kapacit kabelů a různých typů vedení. 9. Pojem indukčnost a její určování v elektrických zařízeních. 10. Energetické poměry v elektrotechnice. 11. Silové projevy elektromagnetismu v elektromagnetech, elektromotorech a dalších elektrických zařízeních. 12. Vířivé proudy, povrchový jev a jev blízkosti, stínění elektromagnetických polí. 13. Elektromagnetická interference vlivem záření vln. 14. Působení elektromagnetických polí různých frekvencí na lidský organismus. Cvičení: 1. Gaussova věta , Ampérův zákon, Biot-Savartův zákon. 2. Výpočty odporů masivních vodičů. 3. Výpočty kapacit a indukčností pro jednoduché geometrické uspořádání vodičů. 4. Výpočty energií v energetických soustavách. 5. Výpočty sil v energetických soustavách. Laboratoře: 1. Metody zobrazování mapy elektromagnetických polí. 2. Silové působení dvou vodičů v různých polohách vůči sobě 3. Vliv povrchového jevu (skinefektu) na impedanci vodivých předmětů 4. Závislost impedance cívky bez jádra a s různými typy jader na frekvenci 5. 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

Kombinovaná forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr, platnost do: 2021/2022 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  10
        Zkouška Zkouška 55  6 3
Rozsah povinné účasti: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: xxxxxxxxxxxxxxxxxx

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0713A060015) Projektování elektrických systémů a technologií EST K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0713A060015) Projektování elektrických systémů a technologií EST P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0713A060015) Projektování elektrických systémů a technologií EST K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0713A060015) Projektování elektrických systémů a technologií EST P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2021/2022 letní
2020/2021 letní