Úvod do elektrotechnických materiálů

Přednášející:

Ivana Pilarčíková (gar.)

Cvičící:

Ivana Pilarčíková (gar.)

Anotace:

Předmět je zajišťován katedrou elektrotechnologie K13113 pro studenty v prvním semestru studia elektrotechniky a informatiky. Předmět poskytuje úvod do problematiky vztahů mezi strukturou, složením a vlastnostmi materiálů

používaných v elektrotechnice, elektronice a informatice. Poskytuje informace o progresivních materiálech z oblasti

polovodičů, dielektrik a izolantů, magnetických materiálů, vodičů, supravodičů, optoelektronických materiálů a

konstrukčních materiálů. Ukazuje na příkladech z aplikací v elektrotechnice vliv výběru materiálu na vlastnosti

součástek a složitějších aplikací.

Požadavky:

www.volny.cz/pilarcikova

Osnova přednášek:

1.Vlastnosti,struktura, složení. Stavba atomů. Vliv konfigurace elektronů v atomu na emisi.Velikost částic a kapacita pamětí ve výpočetní technice.

2.Přehled vazeb. Plynná, kapalná a tuhá fáze. Tekuté krystaly v zobrazovací technice, anizotropie jejich optických vlastností, příklad využití v zobrazovací technice.

3.Elektronové stavy v látkách, pásové diagramy. Rozdíl mezi polovodičem, izolantem a vodičem v oblasti optické a elektrické.

4.Reálné struktury látek používaných v elektrotechnice. Vliv poruch na elektrické vlastnosti vodičů, polovodičů a izolantů a jejich využití.

5.Kovy jako vodiče I. třídy, kovová vazba, vliv teploty a složení na vlastnosti. Moderní kompozity a jejich porovnání s klasickými vodiči.

6.Rezistory, kontakty, vodiče II. třídy. Vodiče II. třídy jako základ pro moderní elektrochemické články.

7.Polovodiče anorganické a organické, kovalentní vazba. Vliv pohyblivosti nosičů na maximální frekvenci použití součástek.

8.Materiály polovodičů. Materiály používané v optoelektronických systémech. Vliv výběru materiálů na funkci a oblast použití laserů.

9.Izolanty, iontová vazba, vlastnosti. Řešení průrazu vlastního a tepelného u různých dielektrik.

10.Materiály pro kondenzátory a izolace, speciální dielektrika. Aplikace feroelektrik, piezoelektrik a pyroelektrik při miniaturizaci.

11.Magnetické materiály měkké. Porovnání užitných vlastností transformátoru připraveného z orientovaného, neorientovaného a amorfního materiálu.

12.Magnetické materiály tvrdé a pro záznam informace.Vliv struktury magnetika na kapacitu magnetických pamětí, informace, aplikace magnetostrikčních a magnetorezistivních materiálů v elektronice a počítačovém hardware.

13.Supravodivé materiály. Supravodivé materiály a jejich použití v elektromagnetech, vozidla na elektromagnetickém polštáři. Konstrukční materiály.

Osnova cvičení:

1.Obsah a harmonogram cvičení předmětu. Úvod do laboratorních cvičení.

2.Vliv koncentrace na vodivost vodičů druhé třídy./ Měření komplexní permitivity dielektrik.

3.Vliv teploty na elektrickou vodivost polovodičů a vodičů.

4.Vliv frekvence magnetujícího pole na vlastnosti magnetik.

5.Vlastnosti krystalových mřížek. Mechanické vlastnosti. Vzorové výpočty.

6.Vlastnosti vodičů a polovodičů. Vzorové výpočty.

7.Vlastnosti dielektrik a magnetik. Vzorové výpočty. Zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

J.Lipták, J.Sedláček: Úvod do elektrotechnických materiálů, skripta ČVUT, Praha 2005

J.Hampl, J.Lipták, J. Sedláček, K.Štupl : Materiály pro elektrotechniku, skripta ČVUT, Praha 2000

J.Lipták, M.Matuchová: Fyzikální chemie, skripta ČVUT, Praha 1997

J.Hampl: Introduction to Electrical Materials, skripta ČVUT, Praha 2006

D.Jiles : Introduction to the Electronic Properties of Materials, Chapman and Hall 1994.

G. Weidmann, P.Lewis, N.Reid : Structural Materials, Alden press London 199O.

D. R. Askeland: P.P. Phule: The Science and Engineering of Materials, Thompson/Cole, Pacific Grove 2003.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+3

Typ cvičení:s, l

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

První přednáška povinná - zákonné školení BOZP!

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	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	místnost Pilarčíková I. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) místnost T2:C4-157 Pilarčíková I. 18:00–19:30 (přednášková par. 1 paralelka 1) Dejvice Cvičebna MT
Út
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Společný plán- strukturované studium (povinný předmět)
• Výpočetní technika- strukturované studium (povinný předmět)
• Elektronika a sdělovací technika - strukturované studium (povinný předmět)
• Kybernetika a měření- strukturované studium (povinný předmět)
• Silnoproudá elektrotechnika- strukturované studium (povinný předmět)
• Softwarové inženýrství (volitelný předmět odborný)
• Web a multimedia (volitelný předmět odborný)
• Manažerská informatika (volitelný předmět odborný)
• Inteligentní systémy (volitelný předmět odborný)