Elektrické obvody a elektronika
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| 2141504 | Z,ZK | 4 | 2P+0C+2L | česky |
- Garant předmětu:
- Jan Chyský, Jaroslav Novák
- Přednášející:
- Jan Chyský, Jaroslav Novák, Stanislava Papežová
- Cvičící:
- Miroslav Cerman, Jan Chyský, Pavel Mrzena, Lubomír Musálek, Jaroslav Novák, Lukáš Novák, Martin Novák, Zdeněk Novák, Stanislava Papežová, Zuzana Sedlecká, Oleg Sivkov, Josef Vlček
- Předmět zajišťuje:
- ústav přístrojové a řídící techniky
- Anotace:
-
Získání kvalifikace §4 vyhl. 50 ČBU a ČUBP pro práci v laboratořích FS, základní vědomosti z teorie elektrických obvodů a elektroniky a schopností jejich výpočtu, zapojování a zkoušení až do úrovně aktivní samostatné vývojové práce základního elektrického a elektronického vybavení strojírenských zařízení a výrobků.
Řešení el. obvodů napájených DC. a AC harmonickým napětím a proudem v přechodových a ustálených stavech. Základní ideální a reálné elektronické prvky diody, tranzistory, operační zesilovače. Základní obvody s těmito prvky usměrňovače, stabilizátory, zesilovače, DA a AD převodníky. Číslicové obvody, negátor, převodníky úrovní. Obvody TTL, CMOS. Hradlové pole. Blokové schéma a funkce mikropočítače. Mikroprocesory, pamětí, IO zařízení.
- Požadavky:
-
A. Základy obecné elektrotechniky
1.Prvky elektrických obvodů, ideální rezistor, cívka a kondenzátor, ideální zdroj proudu a napětí. Fyzikální jednotky. Značené prvků v elektrotechnických a elektronických schématech, označovaní hodnot prvků zkráceným kódem.
2.Řešení ustáleného stavu lineárního el. obvodu napájeného zdroji stejnosměrného napětí a proudu s použitím Kirchhoffových rovnic v metodě smyčkových proudů a uzlových napětí. Teorémy o náhradním zdroji.
3.Řešení přechodového stavu lineárního el.obvodu, napájeného zdroji stejnosměrného napětí a proudu.
5.Obecná lineární zátěž na harmonickém zdroji napětí: Průběh okamžitých výkonů; střední výkon; činný a jalový proud; činný, jalový a zdánlivý výkon, účiník.
6.Střední a efektivní hodnota střídavé veličiny.
7.Třífázová sdružená symetrická soustava napětí, fázové, sdružené a síťové hodnoty, symetrická a nesymetrická zátěž ve hvězdě a trojúhelníku. Řešení metodou symbolicko-komplexní. Sestavení fázorového diagramu.
8.Výkony v třífázové soustavě, okamžitý výkon u symetrické zátěže, činný, jalový a zdánlivý výkon u symetrické a nesymetrické zátěže. Schémata zapojení pro měření jednofázových a třífázových výkonů, vyhodnocení měření.
9.Rezonance elektrického obvodu paralelní a sériová, kompenzace fázového posuvu.
10.Ochrana před nebezpečným dotykovým napětím. (Rozsah jako u vstupního přezkoušení do laboratoří.)
B. Elektronické prvky a jejich základní aplikace:
11.Polovodičová dioda, princip, prahové napětí, VA charakteristika, mezní parametry. Chlazení polovodičových prvků.
12.Jednocestný, dvoucestný a můstkový usměrňovač s odporovou zátěží a sběracím kondensátorem, zapojení, průběhy napětí, dimenzování diod, a sběracího kondensátoru. Schéma zapojení a funkce spínaného zdroje pro PC.
13.Zenerova dioda, vlastnosti, VA charakteristika. Stabilizátor se Zenerovou diodou. Činitel stabilizace a výstupní odpor.
14.Tyristor, vlastnosti, VA charakteristika, řízený usměrňovač.
15.Bipolární a unipolární tranzistor, principy, charakteristiky, srovnání užitných vlastností.
16.Zesilovač s bipolárním a unipolárním tranzistorem. Zatěžovací přímka, dynamická převodní charakteristika. Nastavení pracovního. bodu, h- a y- parametry. Napěťové zesílení.
17.Tranzistor jako spínač. Spínání induktivní zátěže, ochrana tranzistoru.
18.Elektrická realizace dvoustavové log. veličiny, meze tolerancí stavů L a H pro vstup a výstup logického obvodu, šumová imunita, logický zisk.
19.Negátor, zapojení, funkce, převodní charakteristika, užití pro translaci napěťových a výkonových úrovní signálu.
20.Operační zesilovač, vlastnosti, proudový a napěťový ofset. Převodní charakteristika. Invertující, neinvertující, integrační zesilovač s OZ. Chyby přenosu.
21.Obvody TTL a MOS logiky, úrovně a jejich nastavení, vlastnosti, srovnání
22.Schéma, komponenty a funkce základní sestavy mikropočítače. Princip komunikace na sběrnicích.
- Osnova přednášek:
-
• El. instalace, ochrany, krytí, jištění, zákl. norm. vyhl. 50 ČBU a ČUBP.
• El. prvky RLC, UI, pasivní prvky pro elektroniku.
• Metody řešení el. obvodů, metoda uzlových napětí, smyčkových proudů.
• Řešení DC. el. obvodů v nestacionárních stavech.
• Obvody napájené AC harmonickým signálem, symbolicko-komplexní metoda
• Polovodiče. Diody, usměrňovače, Zenerova dioda, stabilizátor, optoelektronické prvky.
• Tranzistor bipolární a unipolární, zesilovač, řešení obvodů
• Tyristor, řízený usměrňovač, střídač. Napájecí obvody, spínaný zdroj.
• Operační zesilovač, invertující a neinvertující zesilovač, sumátor, integrátor
• Tranzistor jako spínač, negátor, převodníky úrovní napětí, proudu, výkonu
• Obvody TTL, CMOS, kombinační logika
• Sekvenční obvody, čítače, registry, programovatelná hradlové pole • Části a funkce mikropočítače, sběrnice, paměti, IO obvody.
- Osnova cvičení:
-
1.Školení bezpečnosti práce v laboratoři, rozdělení do skupin
2.Řešení ss.obvodů, zdroje, test BP
3.SKM, výpočet obvodů napájených harmonickým signálem
4.Ověření a charakteristiky jističů, měření impedance vypínací smyčky
5.Přechodové děje, osciloskop
6.Obvody napájené zdroji harmonického napětí.
7.Jednofázový fázový výkon, kompenzace účiníku
8.Diody. Usměrňovače
9.Zenerova dioda, stabilizátor. Spínaný zdroj
10.Měření charakteristik tranzistorů. Zesilovací stupeň
11.Tyristory, pulzní měnič
12.Operační zesilovač
13.Tranzistor ve spínacím režimu, časovací obvod
14.Ukázka použití mikropočítače, zápočet
- Cíle studia:
-
Získání základních vědomostí z elektrických obvodů a elektroniky pro posluchače bakalářského studia
Získání kvalifikace poučené §4 dle vyhl. č.50/78.
- Studijní materiály:
-
Uhlíř I. Elektrické obvody a elektronika, skriptum ČVUT, 2008,ISBN 978-80-01-03932-8
- Poznámka:
- 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 St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2023/2024:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- 10 62 67 00 BTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
- 11 68 73 00 BTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 02 26 31 34 BSTR EPT 2012 P základ (povinný předmět programu)
- 03 26 31 36 BSTR IAT 2012 P základ (povinný předmět programu)
- 04 26 31 38 BSTR KPP 2012 P základ (povinný předmět programu)
- 06 40 45 48 BSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 07 40 45 50 BSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 08 40 45 52 BSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 05 40 45 46 BSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 05 40 45 46 DSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 06 40 45 48 DSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 07 40 45 50 DSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 08 40 45 52 DSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
- 10 62 67 00 DTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
- 11 68 73 00 DTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
- B TZSI 2021 - prezenční (povinný předmět programu)