Materiály pro výkonovou elektrotechniku

Podmínkou zápisu na předmět B1B13MVE1 je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Pavel Mach

Přednášející:

Karel Dušek, Pavel Mach, Josef Sedláček, Jan Zemen

Cvičící:

Ivana Beshajová Pelikánová, Karel Dušek, Denis Froš, Lukáš Gdula, Markéta Klimtová, Vilém Koblížek, Iva Králová, Pavel Mach, Zbyněk Plachý, Josef Sedláček, Libor Straka, Petr Veselý, Jan Zemen

Předmět zajišťuje:

katedra elektrotechnologie

Anotace:

V předmětu se student seznámí s fyzkálním popisem základních vlastností a základními typy materiálů pro elektrotechniku. Jsou uvedeny typy vodičů, supravodičů, izolantů, magnetik a polovodičů, které se používají ve výkonové elektrotechnice. Důraz je kladen na souvislosti mezi vlastnostmi, technologií a využitím. Hlouběji se student seznámí s vybranými typy organických a anorganických izolantů, zejména s elektrotechnickou keramikou, s vlastnostmi slídy a slídových izolanů, skla a jeho aplikacemi, s ekologickým vodivým spojováním v elektrotechnice, s materiály pro tenké a tlusté vrstvy a s vybranými nanomateriály a jejich aplikacemi.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD1B13MVE

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A1B13MVE

Požadavky:

Účast na cvičení je povinná. Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. U zkoušky bude požadována znalost odpřednášené látky, vybraných studijních materiálů (viz Moodle) a látky probrané ve cvičeních.

Osnova přednášek:

1. Stavba atomu. Vazebné energie a vazební síly. Základní typy mřížek. Pásové modely.

2. Vodiče, vlastnosti. Struktura kovu, kov při různých teplotách, elektrická a tepelná vodivost.

3. Základní kovy užívané v elektrotechnice a jejich slitiny. Příklady aplikací.

4. Supravodivost a ?nízkoteplotní? a ?vysokoteplotní?. Materiály. Aplikace v elektrotechnice.

5. Izolanty. Izolační odpor a elektrická pevnost. Typy izolantů. Izolační systémy el. strojů.

6. Dielektrika. Polarizační procesy ve střídavém elektrickém poli. Relaxace a ztráty v dielektriku.

7. Klasifikace dielektrik. Základní dielektrické materiály. Aplikace v elektrotechnice.

8. Polovodiče. Typy polovodičů a jejich základní vlastnosti. Teplotní závislost vodivosti.

9. Transportní jevy. Technologie výroby objemových polovodičů. Aplikace.

10. Magnetika. Fyzikální základy magnetizmu, dia-, para-, fero-, feri- a antiferomagnetika.

11. Teplotní závislost vlastností feromagnetik, tvrdé a měkké magnetické materiály, aplikace.

12. Polymery ? struktura, typy, vlastnosti, stárnutí, aplikace.

13. Materiály pro optická přenosová prostředí pro optické komunikace. Optické vlnovody.

14. Nanomateriály a smart materiály. Typy, vlastnosti, aplikace.

Osnova cvičení:

1.Objasnění jednotlivých úloh.

2.Demonstrace vybraných typů úloh.

3.Měření anizotropie Si plechů.

4.Měření vlastností polovodičového křemíku.

5.Mechanické vlastnosti tuhých látek.

6.Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na teplotě.

7.Test.

8.Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na kmitočtu.

9.Měření resistivity izolantů.

10.Měření elektrické pevnosti izolačních fólií.

11.Měření kvality kontaktů mezi tenkými a tlustými vrstvami.

12.Měření vybraných vlastností tlustých vrstev.

13.Rezerva, doměřování.

14.Zápočet.

Cíle studia:

Cílem je poznat strukturu a vlastnosti základních materiálů používaných ve výkonové elektrotechnice a seznámit se s měřením těchto vlastností. Získané znalosti jsou nezbytné pro navazující předměty technologického charakteru.

Studijní materiály:

Shukla, R. K., Sigh, A.: Electrical Engineering Materials. Tata McGraw Hill Education Private LTD. 2012

Pokharel B. P., Karki, N. R.: Electrical Engineering Materials. Alpha Science International LTD. 2007

Basak, T. K.: Electrical Engineering Materials. New Age Science LTD. 2009

MIT OpenCourseWare, http://ocw.mit.edu/courses/find-by-topic/

Poznámka:

Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B1B13MVE1

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost T2:C3-337 Mach P. Sedláček J. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-337 místnost T2:C3-337 Mach P. Sedláček J. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-337 místnost T2:C3-337 Mach P. Sedláček J. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-337
St	místnost T2:C4-261 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř 261místnost T2:G1-122b 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice haly Laborator 122místnost T2:G1-122b 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice haly Laborator 122místnost T2:G1-122b 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice haly Laborator 122 místnost T2:G1-122b 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice haly Laborator 122místnost T2:C4-261 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř 261místnost T2:C4-261 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř 261místnost T2:C4-261 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř 261 místnost T2:C4-261 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř 261 místnost T2:G1-122b 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice haly Laborator 122
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektrotechnika, energetika a management - před rozřazením do specializací (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika 2018 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management 2018 (povinný předmět programu)