Materiály pro výkonovou elektrotechniku

Vztahy:

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, Nikola Klusoňová, Vilém Koblížek, Daniel Koc, Iva Králová, Pavel Mach, Zbyněk Plachý, Josef Sedláček, Eliška Sedláčková, 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 2024/2025:

	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 2024/2025:

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)