Popis předmětu - A8B31CIR

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A8B31CIR Teorie obvodů Rozsah výuky:4+2s
Garanti:Zemánek I. Role:PO Jazyk výuky:CS
Vyučující:Zemánek I. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13131 Kreditů:8 Semestr:L

Anotace:

Předmět A8B31CIR představuje kompletní systematický výklad teorie elektrických obvodů. Vychází z obecné fyzikální podstaty elektromagnetických jevů, elektrický obvod představuje jako speciální, kvazistacionární případ elektromagnetického pole, definuje základní obvodové veličiny (napětí, proud) a základní obvodové prvky modelující všechny druhy skutečných energetických interakcí. Předmět se orientuje výhradně na lineární elektrické obvody (tzv. spojité LTI systémy), seznamuje se základními principy a teorémy v teorii obvodů a s metodami řešení lineárních obvodů pracujících v ustálených i přechodných režimech činnosti. Důsledně přitom rozlišuje metodiku řešení v časové a frekvenční oblasti. "Systémový? přístup předmět uplatňuje při analýze přenosových vlastností a stability obvodů, a v teorii zpětné vazby. V závěru se předmět zabývá základy teorie diskrétních LTI systémů."

Cíle studia:

Cílem studia tohoto předmětu je obecné, systematické a fundamentální seznámení se s hlavními principy, teorémy a zákony teorie lineárních elektrických obvodů, a s obecnými metodami analýzy lineárních elektrických obvodů pracujících v ustálených i přechodných režimech, v časové i frekvenční oblasti, umožňujícími detailní i systémový přístup. Vhodným bonusem je seznámení se základy teorie diskrétních LTI systémů.

Osnovy přednášek:

1. Rekapitulace - obvodové veličiny (napětí, proud, okamžitý výkon, práce elektrického napětí a proudu), obvodové prvky (rezistor, kapacitor, induktor, nezávislý zdroj napětí, nezávislý zdroj proudu), elementární metody analýzy. Nové pojmy - vazební obvodové prvky (vázané induktory, řízené zdroje).
2. Topologie obvodů, obecné metody analýzy obvodů (metoda uzlových napětí, metoda smyčkových proudů).
3. Elektrické obvody v přechodných a ustálených stavech. Analýza lineárních obvodů v časové a frekvenční oblasti (Steinmetzova transformace, Fourierova řada, Fourierova transformace, Laplaceova transformace).
4. Stacionární ustálený stav (SUS) v lineárních obvodech. Obecné metody analýzy lineárních odporových obvodů, maticové vyjádření obvodových rovnic.
5. Harmonický ustálený stav (HUS), symbolicko-komplexní metoda, fázory, imitace, přenos. Elementární a obecné metody analýzy HUS, fázorové diagramy, výkon, výkonové přizpůsobení, rezonance.
6. Trojfázové soustavy.
7. Periodický neharmonický ustálený stav (PNUS), Fourierovy řady, spektrum periodického signálu, analýza lineárních obvodů v PNUS, efektivní hodnota, výkon periodického napětí a proudu.
8. Přechodné jevy v lineárních obvodech. Analýza přechodných jevů 1. a 2. řádu v časové oblasti.
9. Operátorová analýza přechodných jevů v lineárních obvodech.
10. Přenosové charakteristiky, impulsní a přechodová charakteristika lineárních obvodů, konvoluce, stabilita.
11. Frekvenční charakteristiky.
12. Zpětná vazba (ZV), záporná a kladná ZV, Nyquistova charakteristika, stabilita, druhy ZV, vliv ZV na vybrané parametry obvodu.
13. Operační zesilovač, lineární operační sítě (invertující a neinvertující zesilovač napětí, sledovač napětí, sčítací zesilovač, integrátor, derivátor, převodníky napětí - proud).
14. Základy teorie diskrétních LTI systémů. Souvislosti a rozdíly se spojitými LTI systémy (klasickými analogovými obvody)

Osnovy cvičení:

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

Literatura:

[1] V. Havlíček, M. Pokorný, I. Zemánek: Elektrické obvody 1, Vydavatelství ČVUT, 2005.
[2] V. Havlíček, I. Zemánek: Elektrické obvody 2, Vydavatelství ČVUT, 2008.
[3] R. Čmejla, V. Havlíček, I. Zemánek: Základy teorie elektrických obvodů 1 - cvičení, Vydavatelství ČVUT, 2009.
[4] R. Čmejla, V. Havlíček, I. Zemánek: Základy teorie elektrických obvodů 2 - cvičení, Vydavatelství ČVUT, 2007.
[5] R. L. Boylestad: Introductory Circuit Analysis, Merril Publishing Company, 1987.
[6] D. E. Scott: An Introduction to Circuit Analysis, McGraw-Hill Book Company, 1987.
[7] J, D. Irwin, R. M. Nelms: Basic Engineering Circuit Analysis. 9th ed., Wiley, 2008.
[8] T. L. Floyd,: Principles of Electric Circuits. Conventional Current Version, 8th ed. Pearsen Prentice Hall.
[9] Ch. K. Alexander, M. N. O. Sadiku: Fundamentals of Electric Circuits. 3rd ed., McGraw-Hill.
[10] Nilsson: Electric Circuits. Prentice Hall, 2004.

Požadavky:

Solidní znalosti z matematiky, fyziky a teorie elektromagnetického pole, specifikované v předmětech A8B01LAG, A8B01MC1, A8B01MCM, A8B01DEN, A8B01MCT, A8B02PH1, A8B02PH2, A8B17EMT

Webová stránka:

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

Klíčová slova:

Elektrický obvod, obvodové veličiny, obvodové prvky. Metody analýzy, časová oblast, frekvenční oblast - transformace. Stacionární ustálený stav (SUS), harmonický ustálený stav (HUS), periodický neharmonický ustálený stav (PNUS), přechodné jevy. Přenosové charakteristiky, frekvenční charakteristiky. Zpětná vayba. Diskrétní LTI systémy.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPOES Před zařazením do oboru PO 4


Stránka vytvořena 22.4.2019 05:48:26, 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.