Popis předmětu - A8B31ELE

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A8B31ELE Základy elektroniky Rozsah výuky:2+0
Garanti:Zemánek I. Role:PO Jazyk výuky:CS
Vyučující:Hazdra P., Sýkora J., Škvor Z., Zahradník P., Zemánek I. Zakončení:KZ
Zodpovědná katedra:13131 Kreditů:4 Semestr:L

Anotace:

Předmět A8B31ELE (B-ELE) je volným pokračováním předmětu A8B32IES (B-IES), tentokráte již s odborným obsahem. Poskytuje elementární základy elektrotechniky a elektroniky, popisuje a vysvětluje vzájemné souvislosti mezi popisovanými jevy, které jsou důležité pro navazující specializované do hloubky jdoucí předměty - např. A8B31CIR (B-CIR), A8B31DIT (B-DIT), A8B31EMT (B-EMT), A8B31SAS (B-SAS). Výklad využívá relativně jednoduché, elementární matematické a fyzikální postupy adekvátní 2. semestru BSP. Předmět představuje základy v následujících oblastech: - teorie pole a obvodů - teorie polovodičových součástek - teorie signálů a systémů - digitální a mikroprocesorové techniky.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A8B31ELE

Cíle studia:

Cílem studia tohoto předmětu je seznámit studenty s elementárními základy teorie elektromagnetického pole, elektrických obvodů, polovodičových součástek, teorie signálů, digitální a mikropriocesorové techniky

Osnovy přednášek:

1. Teorie elektromagnetického pole a teorie elektrických obvodů
a. Klasifikace prostředí. Podmínky zavedení potenciálu, potenciál v elektrostatickém poli. Elektrostatické pole - Laplaceova a Poissonova rovnice, řešení 1D úloh pro potenciál.
b. Gaussova věta pro elektrostatiku. Intenzita E, indukce D, řešení jednoduchých úloh přímou integrací. Princip superpozice a jeho aplikace. Kapacita a její výpočet.
c. Stacionární proudové pole. Odpor, vodivost. Nehomogenní proudové pole.
d. Magnetostatické pole. Ampérův zákon. Statická, dynamická a energetická definice indukčnosti.
e. Elektrický obvod - speciální případ elektromagnetického pole. Obvodové veličiny - napětí, proud, okamžitý výkon, práce elektrického napětí a proudu. Charakteristické hodnoty periodických obvodových veličin (maximální, střední, efektivní hodnota).
f. Základní prvky elektrických obvodů (rezistor, kapacitor, induktor, nezávislý zdroj napětí, nezávislý zdroj proudu) a jejich charakteristiky.
g. Kirchhoffovy zákony, řazení dvojpólů, dělič napětí, dělič proudu.
h. Stacionární ustálený stav, elementární metody analýzy lineárních odporových obvodů (metoda postupného zjednodušování, transfigurace, Théveninův a Nortonův teorém, přemístění zdrojů, princip superpozice). Výkon, výkonové přizpůsobení.
i. Hopkinsonův zákon. Reluktance. Jednoduché magnetické obvody a výpočet indukčnosti.
2. Aktivní a pasivní elektrické součástky a jejich realizace
a. Nelineární pasivní prvky a spínače (termistor, fotoodpor, dioda)
b. Aktivní prvky ve fungující jako zdroje (napětí a proudu) nebo spínače (MOSFET, BJT).
3. Signály a jejich zpracování v elektronických systémech
a. Signály - základní pojmy a definice - signál a jeho vztah k reálným fyzikálním veličinám, jednoduché vlastnosti a klasifikace signálů (periodický, harmonický, pulsy, výkon, energie).
b. Systémy - základní pojmy a definice - vstupně-výstupní popis systému, lineární systém.
c. Elementární metody zpracování signálů - energie, výkon, časová a frekveční filtrace, průměrování, elementární rozklady signálů.
4. Úvod do mikroprocesorové techniky a mikrořadičů
a. Mikroprocesory pro obecné a specializované použití
b. Základní architektury, vnitřní bloky, registry, zásobník, system přerušení, paměti, sběrnice, instrukční cyklus, typické instrukce, adresovací módy, operandy, typické periferie, DMA
c. Programování, assembler a programovací jazyky vysoké úrovně.

Osnovy cvičení:

Osnova cvičení je tématicky stejná jako osnova přednášek. Témata jednotlivých cvičení bezprostředně navazují na odpovídající témata přednášek.

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] Irwin, J. D., Nelms R. M.: Basic engineering circuit analysis: / 9th ed., Wiley, 2008, ISBN 0470128690
[3] Floyd T. L.: Principles of Electric Circuits, Conventional Current Version, 8th ed., Pearsen Prentice Hall, ISBN 0-13-170179-7
[4] Alexander Ch. K., Sadiku M., N. O.: Fundamentals of Electric Circuits, 3rd ed., Mc Graw Hill, ISBN: 978-0-07-297718-9
[5] Sedra, Smith: Microelectronic circuits, Oxford Univ Press 2007, 2011.
[6] Nilsson: Electric circuits, Prentice Hall 2004
[7] J. Vobecký, V. Záhlava: Elektronika: součástky a obvody, principy a příklady, 3. rozšířené vydání, Grada 2005.

Požadavky:

Solidní znalosti z matematiky a fyziky specifikované v předmětech A8B01LAG (B-LAG), A8B01MC1 (B-MC1), A8B02PH1 (B-PH1).

Webová stránka:

http://amber.feld.cvut.cz/vyuka/b-ele

Klíčová slova:

Elektromagnetické pole - elektrostatické, stacionární proudové, magnetostatické. Elektrický obvod, napětí, proud, rezistor, kapacitor, induktor, nezávislé zdroje. Elementární metody analýzy obvodů. Magnetické obvody. Elektrické součástky, termistor, fotoodpor, dioda, MOSFET, BJT. Signály, systémy, lineární systémy, metody analýzy, ypracování signálů Mikroprocesor, mikrořadič, struktury, programovací jazyky.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPOES Před zařazením do oboru PO 2


Stránka vytvořena 25.4.2019 17:51:23, 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.