Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod

---

B4B17EAM	Elektřina a magnetismus
Role:	PZ, PO	Rozsah výuky:	2P+2C
Katedra:	13117	Jazyk výuky:	CS
Garanti:	Škvor Z.	Zakončení:	Z,ZK
Přednášející:	Hazdra P., Škvor Z.	Kreditů:	6
Cvičící:	Hazdra P., Kraček J., Škvor Z.	Semestr:	Z

Anotace:

Předmět seznamuje se základy elektrotechniky, elektromagnetického pole a jednoduchých aktivních/pasivních elektronických obvodů. Nahlédneme i do oblasti optiky, akustiky a antén. Důraz je kladen na fyzikální pochopení podstaty jevů. Při výuce nejen píšeme na tabuli, ale ukazujeme i počítačové simulace a provádíme drobné experimenty.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A4B17EAM

Cíle studia:

Získání základních znalostí a představy o fyzikální podstatě elektroniky a elektrotechniky. Orientace v parametrech základních součástek a schematech.

Osnovy přednášek:

Přednášky a cvičení se nerozlišují. Výpočet příkladů, teorie, simulace a praktické ukázky na sebe volně navazují. Tematické osnovy jednotlivých týdnů

1.		Matematické základy: skalární a vektorová pole, diferenciální operátory, křivkové a plošné integrály a jejich využití. Maxwellovy rovnice, veličiny pole, elektrostatika - pojem náboj a jeho hustota, Coulombův zákon.
2.		Superpozice elementárních nábojů, elektrické pole od jednoduchých nábojových rozložení, potenciál a napětí. Elektrické pole v dielektrikách - permitivita.
3.		Řešení elektrostatických polí pomocí Gaussovy věty, výpočet kapacity, (super)kapacitory, elektrická pevnost dielektrika.
4.		Metoda zrcadlení v elstat. poli, energie a síly. Elektrický proud, proudová hustota, měrná vodivost, odpor vodiče, Ohmův zákon, rezistor, výkon ztracený na teplo.
5.		Přechodové a krokové napětí, svod koaxiálního kabelu. Stacionární magnetické pole, Ampérův zákon celkového proudu, magnetické pole v koaxiálním kabelu, superpozice magnetického pole proudových vláken.
6.		Biot-Savartův zákon, mag. pole na ose tenkého závitu a od cívky, princip magnetické rezonance, vnitřní a vnější indukčnost, induktory, síly v magnetickém poli.
7.		Magnetické pole v látkách - permeabilita, permanentní magnety, magnetické obvody, transformátory. Faradayův indukční zákon, indukované napětí, vířivé proudy.
8.		Stejnosměrné elektrické obvody, Kirchhoffovy zákony, zdroj napětí a proudu, vnitřní odpor zdroje, superpozice, přenos výkonu v DC obvodech.
9.		Střídavé obvody, reaktance L,C, časová a fázorová reprezentace, střední a efektivní hodnota, činný a jalový výkon v AC obvodech. Decibely, RLC rezonanční obvody, činitel jakosti.
10.		Analogové a digitální modulace (AM, FM, SSB, PSK, PWM, FSK, QAM). Fourierova transformace, spektra vybraných signálů a modulací.
11.		Základní elektrotechnické součástky: dioda (zenerova, LED, LD, Shottky), VA charakteristika, BJT a FET tranzistor, princip a základní parametry, operační zesilovač, jednoduché logické obvody.
12.		Ukázky vybraných typických zapojení - filtry (horní/dolní/pásmová propust), zesilovače ve třídě A,B,C, spínaný zdroj…
13.		Elektromagnetická vlna, stojaté a postupné vlnění, polarizace vlnění, poměr stojatých vln. Základní parametry a ukázky antén - impedance, směrový diagram, zisk, typy antén. Antény pro různá kmitočtová pásma, občanské radiostanice, PMR, radioamatérské vysílání. Výkonová bilance (Friisova přenosová rovnice), plánování spoje.
14.		Účinky elektromagnetického pole na člověka, rušivé vyzařování, elmag. kompatibilita, nositelná elektronika…

Osnovy cvičení:

Literatura:

[1]		Hayt, Jr., W. H., Buck, J. A.: Engineering Electromagnetics, 8th ed., McGraw-Hill, New York, 2012.
[2]		Notaros, B. M.: Electromagnetics, Prentice Hall, New Jersey, 2011.
[3]		Novotný, K.: Teorie elmag. pole I., Skriptum, Nakladatelství ČVUT, Praha, 1998.
[4]		Collin, R. E.: Field Theory of Guided Waves, 2nd ed., IEEE Press, New York, 1991.
[5]		Coufalová, B., Havlíček, V., Mikulec, M., Novotný, K.: Teorie elmag. pole I. Příklady, Skriptum, Nakladatelství ČVUT Praha, 1999.
[6]		Sadiku, M. N. O.: Elements of Electromagnetics, Saunders College Publishing, London, 1994.
[7]		Havlíček, V., Pokorný, M., Zemánek, I.: Elektrické obvody 1, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2005.
[8]		Havlíček, V., Zemánek, I.: Elektrické obvody 2, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2008.

Požadavky:

http://elmag.org

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Klíčová slova:

elektromagnetismus, elektromagnetické pole, lineární obvody

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán	Obor	Role	Dop. semestr
BPOI2_2018	Internet věcí	PZ	3
BPOI2_2016	Internet věcí	PO	3

---

Stránka vytvořena 23.5.2024 15:51:59, semestry: Z,L/2023-4, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů

Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)