Popis předmětu - AD1B31EOS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
AD1B31EOS Elektrické obvody Rozsah výuky:21+6s
Garanti:  Role:P,V Jazyk výuky:CS
Vyučující:  Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13131 Kreditů:6 Semestr:L

Anotace:

Předmět popisuje základní metody analýzy elektrických obvodů. Má za úkol sjednotit rozdílnou úroveň znalostí studentů z různých typů škol a vytvořit základ pro navazující odborné předměty. Student by měl získat představu o rozdílu mezi skutečným obvodem a jeho modelem, znát chování ideálních obvodových prvků ve stacionárním a v harmonickém ustáleném stavu i během přechodných dějů vyvolaných změnami v obvodu. Nabyté vědomosti by, kromě jiného, měly sloužit také pro kritické posouzení výsledků analýzy a simulace elektrických obvodů pomocí softwarových prostředků.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD1B31EOS

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A1B31EOS

Osnovy přednášek:

1. Elektrické zařízení a jeho obvodový model. Obvodové veličiny (napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Základní pasivní a aktivní ideální obvodové prvky, Ohmův zákon.
2. Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice), příklady použití (ekvivalence obvodových prvků, dělič napětí a dělič proudu, reálné zdroje).
3. Postupy a metody analýzy elektrických obvodů. Elementární metody analýzy lin. odporových obvodů. Obvody s jedním a s více nezávislými zdroji.
4. Výkon a výkonové přizpůsobení v odporových obvodech. Provozní stavy elektrických obvodů (přechodný děj, ustálený stav). Stacionární ustálený stav (SUS), model obvodu pro SUS.
5. Obecné metody analýzy odporových obvodů - obvodové rovnice (topologie obvodu, metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí).
6. Harmonický ustálený stav (HUS), vyjádření harm. průběhů pomocí fázorů, popis pasivních prvků (impedance, admitance). Elementární a obecné metody analýzy.
7. Fázorové diagramy. Výkon a výkonové přizpůsobení v HUS. Rezonance, rezonanční obvody.
8. Trojfázové soustavy, trojfázové obvody v HUS. Výkony, fázorové diagramy.
9. Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenos). Frekvenční charakteristiky obvodů, grafické znázornění a aproximace.
10. Obvodové rovnice v časové oblasti pro lin. obvody s akumulačními prvky. Přechodné děje 1. řádu v obvodech se stejnosměrným buzením.
11. Přechodné děje 2. řádu (aperiodická odezva, tlumené kmity) v základních RLC obvodech. Přechodné děje v obvodech s harmonickým buzením.
12. Použití Laplaceovy transformace pro řešení obvodů - analýza přech. dějů v operátorové oblasti. Buzení jednorázovými impulzy, impulzní a přechodová charakteristika.
13. Souvislost popisu a chování obvodů v časové a frekvenční oblasti. Obvody buzené periodickými neharm. napětími a proudy (PNUS), Fouriérovy řady.
14. Shrnutí znalostí a porovnání metod analýzy elektrických obvodů. Některé další problémy obvodové analýzy.

Osnovy cvičení:

1. Úvod. Elektrický obvod, elektrické napětí a proud, zdroje a spotřebiče elektrické energie, fyzikální analogie elektrického obvodu. [S]
2. Obvodové veličiny a jejich charakteristické hodnoty. Pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon, elektrický obvod. [S]
3. Kirchhoffovy zákony. Sériové a paralelní řazení rezistorů (společný proud resp. společné napětí), nezatížené děliče napětí a proudu. Řazení ideálních zdrojů napětí a proudu. [S]
4. Théveninův a Nortonův teorém, záměna zdrojů, zatížené děliče napětí a proudu. Princip superpozice. Řešení odporových obvodů pomocí elementárních metod. [S]
5. Sériové a paralelní řazení reálných zdrojů napětí a proudu. Výkon spotřebovávaný rezistorem, výkon dodávaný zdrojem, výkonové přizpůsobení. [S/P]
6. Metoda uzlových napětí, metoda smyčkových proudů. Vstupní a výstupní odpor obvodu (pro obvody bez i s řízenými zdroji). [S/P]
7. Fázory harmonických veličin, impedance a admitance pasivních prvků v HUS. Elementární metody řešení obvodů v HUS. [S/P]
8. Fázorové diagramy. Obvodové rovnice v HUS. Výkony v HUS (činný, jalový a zdánlivý výkon, účiník), výkonové přizpůsobení, rezonance. [S/P]
9. Rezonance, rezonanční obvody. Trojfázové obvody, výkony, fázorové diagramy. [S]
10. Frekvenční charakteristiky jednoduchých RC a RL článků (integrační, derivační), asymptotická aproximace. Frekvenční charakteristiky složitějších obvodů. [S/P]
11. Vztah napětí a proudu na akumulačních prvcích (kapacitor, induktor). Přechodné děje 1. řádu v obvodech se stejnosměrnými zdroji. [S/P]
12. Přechodné děje 1. řádu s harmonickými zdroji. Přechodné děje 2. řádu v RLC obvodech se stejnosměrnými zdroji (aperiodická odezva, tlumené kmity). [S/P]
13. Řešení obvodů pomocí Laplaceovy transformace, přechodné děje, impulzní buzení, impulzní a přechodová charakteristika. [S/P]
14. Rezerva, opakování, zápočet. [S]

Literatura:

1. Havlíček V., Pokorný M., Zemánek I.: Elektrické obvody 1, 1. vyd., Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2005, ISBN 80-01-03299-X
2. Havlíček V., Zemánek I.: Elektrické obvody 2, 1 vyd., Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2008, ISBN 978-80-01-03971-7.
3. Čmejla R., Havlíček V.,Zemánek I.: Základy teorie obvodů 1 - cvičení, Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2009, ISBN 978-80-01-04446-9.
4. Čmejla R., Havlíček V.,Zemánek I.: Základy teorie obvodů 2 - cvičení, Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2007, ISBN 978-80-01-03690-7.
5. On-line materiály na výukovém portálu Moodle <http://ocw.cvut.cz/moodle>; v sekci "Elektrotechnika", předmět "A1B31EOS - Elektrické obvody" (klíč pro zápis do kurzu sdělí na požádání přednášející)
Nepovinná literatura pro rozšíření znalostí:
6. Irwin, J. D., Nelms R. M.: Basic engineering circuit analysis: / 9th ed., Wiley, 2008, ISBN 0470128690.
7. Floyd T. L.: Principles of Electric Circuits, Conventional Current Version, 8th ed., Pearsen Prentice Hall, ISBN 0-13-170179-7
8. Alexander Ch. K., Sadiku M., N. O.: Fundamentals of Electric Circuits, 3rd ed., Mc Graw Hill, ISBN: 978-0-07-297718-9.

Požadavky:

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 21p+6s

Webová stránka:

http://ocw.cvut.cz/moodle/course/category.php?id=2&perpage=40&page=1

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BKOI1 Počítačové systémy V 2
BKOI3 Softwarové systémy V 2
BKOI2 Informatika a počítačové vědy V 2
BKOI_BO Před zařazením do oboru V 2
BKEEM2 Elektrotechnika a management P 2
BKEEM1 Aplikovaná elektrotechnika P 2
BKEEM_BO Před zařazením do oboru P 2
BKKYR_BO Před zařazením do oboru V 2
BKKYR3 Systémy a řízení V 2
BKKYR2 Senzory a přístrojová technika V 2
BKKYR1 Robotika V 2
BKKME_BO Před zařazením do oboru V 2
BKKME4 Síťové a informační technologie V 2
BKKME3 Aplikovaná elektronika V 2
BKKME2 Multimediální technika V 2
BKKME1 Komunikační technika V 2
BIS(ECTS)-D Inteligentní systémy (bakalářský, dobíhající pro nástupní ročníky před 2013) V 2
BKSTMSI Softwarové inženýrství V 2
BKSTMWM Web a multimedia V 2
BKSTMMI Manažerská informatika V 2
BKSTMIS Inteligentní systémy (bakalářský, dobíhající pro nástupní ročníky před 2013) V 2
BKSTM_BO Před zařazením do oboru V 2
BSI(ECTS)-D Softwarové inženýrství V 2
BWM(ECTS)-D Web a multimedia V 2
BMI(ECTS)-D Manažerská informatika V 2


Stránka vytvořena 22.4.2019 17:48:25, semestry: Z,L/2020-1, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.