AD2B31ZEO – Základy elektrických obvodů

Anotace

Předmět popisuje základní metody analýzy elektrických obvodů. V přednáškách se studenti seznámí se základními aktivními a pasivními obvodovými prvky, s obvodovými veličinami, s důležitými obvodovými teorémy a metodami analýzy obvodů ve stacionárním a v harmonickém ustáleném stavu i během přechodných dějů vyvolaných změnami v obvodu. Semináře jsou zaměřeny na procvičení vědomostí při analýze základních elektrických obvodů, doplněné simulacemi a jednoduchým měřením.

Informace k předmětu

Garant, přednášející a cvičící

Prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.   <cmejla at fel.cvut.cz>

Požadavky

Z matematiky musí student znát komplexní čísla, základní integrály a derivace. Student by měl být dále schopen řešit soustavy rovnic.   

Rozvrh

Přednášky:      
Cvičení:

Literatura

[1] V. Havlíček, M. Pokorný, I. Zemánek : Elektrické obvody 1,Nakladatelství ČVUT Praha 2005

[2] V. Havlíček, I. Zemánek : Elektrické obvody 2, Nakladatelství ČVUT Praha 2008

[3] R. Čmejla, V. Havlíček, I. Zemánek : Základy teorie obvodů 1 - cvičení, Vydavatelství ČVUT, Praha 2000

[4] R. Čmejla, V. Havlíček, I. Zemánek : Základy teorie obvodů 2 - cvičení, Vydavatelství ČVUT, Praha 1999

[5] M. Mikulec : Teorie obvodů - přednášky, Ediční středisko ČVUT, Praha 1992

[6] J. D. Irwin, R. M. Nelms: Basic engineering circuit analysis: / 9th ed., Wiley, 2008.

Pravidla pro hodnocení a podmínky udělení zápočtu

Účast na závěrečném soustředění

Celkové hodnocení zkoušky se bude skládat:

   max 100 bodů …        písemný test u zkoušky, viz Příklady 1 až 6
                                   (4 příklady po 15 min. x 25 bodů)
  

Výsledné hodnocení:

            91                 100 bodů          A (výborně)

            81                 90 bodů            B (velmi dobře)

            71                 80 bodů            C (dobře)

            61                 70 bodů            D (uspokojivě)

            51                 60 bodů            E (dostatečně)

                        0                  50 bodů            F (nedostatečně)

 

Osnova předmětu

konzultace

Datum

Téma

Výukové materiály

1

11:45 - 13:15

 

 

 

22-02-2019

 

 

Úvod [1, 3]

Elektrické zařízení a jeho obvodový model. Obvodové veličiny (elektrický náboj, elektrické napětí a proud, výkon), charakteristické hodnoty. Znaménkové konvence, základní topologické pojmy (uzel a smyčka). Základní pasivní a aktivní ideální obvodové prvky, Ohmův zákon.

 

2

08-03-2019

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Stacionární ustálený stav [1, 3]

Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice), příklady použití (ekvivalence obvodových prvků, dělič napětí a dělič proudu, reálné zdroje). Postupy a metody analýzy elektrických obvodů. Elementární metody analýzy lineárních odporových obvodů. Obvody s jedním a s více nezávislými zdroji. Využití ekvivalence zdrojů pro analýzu obvodů, zatěžovací přímka.

Vstupní a výstupní odpor obvodu (pro obvody bez i s řízenými zdroji). Výkon a výkonové přizpůsobení v odporových obvodech. Provozní stavy elektrických obvodů (přechodný děj, ustálený stav). Stacionární ustálený stav (SUS), model obvodu pro SUS. Obecné metody analýzy odporových obvodů.

Příklady 1

 

3

22-03-2019

 

 

 

 

 

 

 

Obvodové rovnice [1, 3]

Obecné metody analýzy - obvodové rovnice (topologie obvodu, metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí). Porovnání základních metod analýzy - příklady. Obvodové rovnice v časové oblasti pro lineární obvody s akumulačními prvky.

 

 

Příklady 2

 

 

 

4

05-04-2019

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Harmonický ustálený stav [1, 3]

Harmonický ustálený stav (HUS), vyjádření harmonických průběhů pomocí fázorů, popis pasivních prvků (impedance, admitance). Fázorové diagramy. Elementární a obecné metody analýzy obvodů v HUS. Výkon (činný, jalový a zdánlivý výkon, účiník), výkonové přizpůsobení v HUS. Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenos). Frekvenční charakteristiky obvodů, grafické znázornění a aproximace. Rezonance, rezonanční obvody a jejich frekvenční charakteristiky.

 

 

 

 

 

Příklady 3

 

Příklady 4
4aA, 4bA

 

 

 

 

5

05-04-2018

 

 

 

 

 

 

 

 

Přechodné děje [2, 4]

Přechodné děje v elektrických obvodech. Přechodné děje 1. řádu v obvodech se stejnosměrným buzením. Přechodné děje 2. řádu se stejnosměrným buzením (aperiodická odezva, tlumené kmity), základní kmitavé RLC obvody. Přechodné děje s harmonickým buzením.

Příklady 5
2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G

 

04-05-2018

 

výuka bude bude již 5.4.2019

6

17-05-2018

 

 

 

 

 

 

Neharmonický ustálený stav [2, 4]

Ustálený stav v lin. obvodech při periodickém neharmonickém buzení. Fourierovy řady, analýza PNUS, efektivní hodnota, činitel zkreslení, výkon neharmonického proudu.

Závěrečná konzultace

[1, 2, 3, 4]

Závěrečné shrnutí, zápočty

Příklady 6
1A, 1B, 1C, 1D

 

 

 

 

Termíny zkoušek

            datum,                        hodina,            místnost

            30. května 2019,           13:15,              405

            27. června 2019,           13:15,              405

            5.  září   2019,              13:15,              405

 


Poslední změna: únor 2019

Contact:
Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering
Department of Circuit Theory
Technicka 2, 166 27 Prague 6, Czech Republic
Phone: +420 2435 2236, e-mail: cmejla at fel.cvut.cz