Materiály pro výkonovou elektrotechniku

Vztahy:

Podmínkou zápisu na předmět BD5B13MVE je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Pavel Mach, Josef Sedláček

Přednášející:

Karel Dušek, Pavel Mach, Josef Sedláček, Jan Zemen

Cvičící:

Karel Dušek, Pavel Mach, Josef Sedláček, 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, elektronový obal. Vazebné energie a vazební síly. Skupenské stavy látek.

2.Struktury pevných látek, základní typy mřížek, energie elektronů v pevné látce, pásové modely.

3.Typy polovodičů. Teplotní závislost vodivosti příměsového polovodiče. Transportní jevy.

4.Polovodiče a jejich aplikace v elektronice, technologie výroby objemových polovodičů.

5.Dielektrika a izolanty. Polarizační procesy ve střídavém elektrickém poli. Ztráty v dielektriku.

6.Elektrická pevnost izolantů. Klasifikace dielektrik a izolantů a jejich aplikace v elektrotechnice.

7.Materiály pro zdroje, detektory a optická přenosová prostředí pro optické komunikace.

8.Vodiče, volné elektrony v kovu, kov při různých teplotách, elektrická vodivost, tepelná vodivost.

9.Základní kovy užívané v elektrotechnice a jejich slitiny. Wirebonding, plošné spoje.

10.Supravodivost a nízkoteplotní a ?vysokoteplotní? supravodiče,aplikace v elektrotechnice.

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

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

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

14.Nanomateriály a smart materiály.

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/A1B13MVE

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektrotechnika, elektronika a komunikační technika (povinně volitelný předmět)
• Elektrotechnika, elektronika a komunikační technika (povinně volitelný předmět)