Detail předmětu
Elektrotechnika 1
FEKT-BPC-EL1Ak. rok: 2025/2026
Předmět se věnuje základům elektrotechniky a zejména teorii elektrických obvodů. V úvodu předmětu jsou probírány univerzální i speciální metody analýzy lineárních obvodů ve stacionárním ustáleném stavu. V další části se studenti seznámí s popisem a klasifikací časově proměnných veličin. Následuje úvod to teorie analýzy nelineárních obvodů pomocí grafických i numerických metod. Další část předmětu se věnuje magnetickým obvodům, jejich popisu a základním metodám řešení, včetně obvodů s permanentními magnety. Důležitou součástí předmětů jsou laboratorní cvičení a výpočetní cvičení, ve kterých se studenti procvičí v aplikaci získaných teoretických poznatků.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. V rozsahu použitého matematického aparátu by měl být student schopen:
- úpravy matematických výrazů na úrovni sš matematiky;
- vysvětlit postup při vyšetření průběhu funkce pro nalezení extrémů;
- vypočítat řešení soustavy jednoduchých lineárních rovnic;
- aplikovat základní postupy maticového počtu;
- popsat průběhy základních goniometrických funkcí;
- vypočítat derivaci, určitý a neurčitý integrál jednoduchých lineární funkcí jedné proměnné a základních goniometrických funkcí.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Účast na laboratorní výuce je povinná. Řádně omluvenou zameškanou výuku lze po domluvě s vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.
Učební cíle
Po absolvování předmětu bude student umět:
- popsat vlastnosti prvků elektrických obvodů a jejich modelů,
- aplikovat základní obvodové zákony při analýze elektrických obvodů,
- analyzovat lineární i nelineární nesetrvačné elektrické obvody,
- interpretovat veličiny v elektrických obvodech,
- interpretovat veličiny v magnetických obvodech,
- vypočítat charakteristické hodnoty časově proměnných průběhů napětí a proudů.
Studijní opory
Studenti mají k dispozici elearningovou webovou stránku, kde jsou zveřejněny a přístupné veškeré studijní opory. Těmi jsou soubor prezentací z přednášek předmětu a prezentací z numerických cvičení, skripta s obsahem přednášených témat, skripta pro podporu numerických cvičení a skripta s návody pro měření a zpracování výsledků laboratorních úloh.
Základní literatura
KALÁB, P.; STEINBAUER, M.; VESELÝ, M. Bezpečnost v elektrotechnice. Brno: Ing. Zdeněk Novotný, CSc, Ondráčkova 105, 628 00 Brno, 2009. s. 1-68. ISBN: 978-80-214-3952- 8. (CS)
SEDLÁČEK, J.; STEINBAUER, M. Elektrotechnika 1 (BEL1) - pracovní sešit. Brno: akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno, 2008. s. 1 ( s.)ISBN: 978-80-214-3707- 4. (CS)
SEDLÁČEK, J.; STEINBAUER, M.; MURINA, M. Elektrotechnika 1 (BEL1) - laboratorní a počítačová cvičení. Brno: Ing. Zdeněk Novotný, CSc., Ondráčkova 105, 628 00 Brno, 2008. s. 1 ( s.)ISBN: 978-80-214-3706- 7. (CS)
STEINBAUER, M.; KALÁB, P. Bezpečnost v elektrotechnice - pracovní sešit. Brno: CERM Brno, 2007. s. 1-41. (CS)
Doporučená literatura
JILES, D.Introduction to magnetism and magnetic materials. CRC press. 2015.
MIKULEC, M., HAVLÍČEK, V.: Základy teorie elektrických obvodů. Skriptum ČVUT v Praze, 1997. (CS)
NAGSARKAR, T. J., SUKHIJA, M. S. Basic Electrical Engineering. 2nd edition. Oxford University Press, 2011.
VALSA, J., SEDLÁČEK, J.: Teoretická elektrotechnika I. Skriptum VUT v Brně, 1997. (CS)
WALECKA, J. D. Introduction to Electricity and Magnetism. World Scientific, 2018. (CS)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-NCP bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-EMU bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-AMT bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-TECH , 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-EKT bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-IBE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-MET bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-SEE bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPC-TLI bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do předmětu. Základy elektrických sítí a bezpečnosti jejich provozování
2. Elektrotechnika, základní pojmy a zákony
3. Maxwellovy rovnice. Pasivní a aktivní obvodové prvky, modely, obvodové zákony
4. Analýza elektrických obvodů pomocí metod pro speciální případy: Postupné zjednodušování, transfigurace, metoda úměrných veličin, princip superpozice. Elektrická práce a výkon, výkonové přizpůsobení
5. Analýza elektrických obvodů pomocí univerzálních metod: Metoda Kirchhoffových rovnic, metoda smyčkových proudů (MSP)
6. Metoda uzlových napětí (MUN), dvojbrany, řízené zdroje
7. Modifikovaná metoda uzlových napětí (MMUN), metoda náhradního zdroje (Thèveninův a Nortonův teorém)
8. Nelineární prvky a obvody, aproximace charakteristik
9. Metody řešení nelineárních obvodů: grafické, analytické a numerické
10. Časově proměnné veličiny a jejich parametry, harmonická analýza
11. Magnetické obvody, základní parametry, základní zákony, řešení magnetických obvodů
12. Elektromagnety, magnetické obvody s permanentními magnety, transformátory
13. Rekapitulace
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Stanovení parametrů reálného zdroje
2. Kirchhoffovy zákony a metoda úměrných veličin
3. Metoda náhradního zdroje
4. Metoda uzlových napětí (MUN)
5. Princip superpozice
6. Přenos výkonu
7. Magnetické pole ve vzduchové mezeře
8. Vlastnosti lineárních a nelineárních obvodových prvků
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Opakování - matematika pro elektrotechniku
2. Základní zákony, metoda postupného zjednodušování
3. Metoda Kirchhoffových rovnic, metoda smyčkových proudů
4. Metoda uzlových napětí
5. Písemný test č. 1
6. Metoda razítek
7. Metoda náhradního zdroje
8. Nelineární obvody
9. Písemný test č. 2
10. Časově proměnné veličiny
11. Magnetické obvody
Elearning