Course detail

Materials for Electrotechnics

FEKT-BKC-MPEAcad. year: 2024/2025

The subject provides basic knowledge in the field of materials for electrotechnics and electronics. The subject familiarizes students with the basic concepts, classification and distribution of substances. The main focus is on metallic conductors, semiconductors, dielectrics and magnetics materials.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

3

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Department

Department of Electrical and Electronic Technology (UETE)

Entry knowledge

The subject knowledge on the secondary school level is required.

Rules for evaluation and completion of the course

Requirements for successful completion of the subject are specified by guarantor’s regulation updated for every academic year.
Attendance in seminars is compulsory. Excused seminars can be made up.
The content and forms of instruction in the evaluated course are specified by a regulation issued by the lecturer responsible for the course and updated for every academic year.

Aims

The aim of the course is to acquaint students with materials for electrical and electronic engineering, with their classification and with their important properties. This information enables basic orientation in selection of materials for constructions of electrotechnical and electronic devices and equipments.
At the end of the course, the student will be able to:
- be knowledgeable in electronic and electrical materials,
- classify electrical materials according to electric conductivity and behavior in electric and magnetic fields,
- describe typical properties and parameters of particular categories of electrical materials and links between these properties and material structure and composition,

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Drápala L., Kursa M., ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY, VSB, TUO, 2012 (CS)

Recommended reading

Not applicable.

Classification of course in study plans

  • Programme BKC-EKT Bachelor's 1 year of study, winter semester, compulsory
  • Programme BKC-MET Bachelor's 1 year of study, winter semester, compulsory
  • Programme BKC-TLI Bachelor's 1 year of study, winter semester, compulsory

Type of course unit

 

Lecture

14 hod., optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Syllabus

1. Materials for electrical and electronic engineering. Composition, structure and regulation of the material`s properties. Crystalline and amorphous matters.
2. Metallic materials. Conducting and resistive materials. Solders, materials for electric contacts, thermoelements, fuses. Superconductors.
3. Semiconductor materials. Elementary and compound semiconductors, organic semiconductors. Intrinsic semiconductors.
4. Extrinsic semiconductors. Semiconductor type N and P. Degenerated semiconductor. Thermodynamic equilibrium in semiconductors. Semiconductor conductivity.
5. Organic and inorganic insulating materials. Dielectric polarization and electrical conductivity. Dielectric materials. Piezoelectric, electrets. Losses in dielectrics.
6. Materials magnetically soft and magnetically hard. Fero and ferromagnetic materials, powder materials. Losses in magnetic materials.
7. Materials for the production of printed circuits. Substrate materials. Plating materials. Methods of production of printed circuits. Solders.

Fundamentals seminar

12 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Syllabus

Výpočet příkladů z materiálů - struktura
Výpočet příkladů z materiálů - polovodiče
Výpočet příkladů z materiálů - vodiče
Výpočet příkladů z materiálů - magnetika
Výpočet příkladů z materiálů - dielektrika

Laboratory exercise

14 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Syllabus

Úloha č. 1:
Měření hysterezních ztrát a ztrát vířivými proudy feromagnetických materiálů
Úloha č. 2:
Měření elementárního náboje pomocí Millikanova přístroje
Úloha č. 3:
Vliv osvětlení na vodivost polovodičových materiálů
Úloha č. 4:
Měření a vyhodnocení teplotní závislosti odporu termistorů
Úloha č. 5:
Měření vnitřního a povrchového odporu izolantů
Úloha č. 6:
Měření měrných ztrát feromagnetických materiálů osciloskopickou metodou
Úloha č. 7:
Měření teplotní závislosti rezistivity vodivých a odporových materiálů
Úloha č. 8:
Měření teplotní závislosti počáteční permeability feritů
Úloha č. 9:
Měření šířky zakázaného pásu polovodičového materiálu
Úloha č. 10:
Sledování vlivu teploty a kmitočtu na složky komplexní permitivity izolačních materiálů
Úloha č. 11:
Měření termoelektrického napětí kovů
Úloha č. 12:
Stanovení komplexní permitivity izolačních materiálů pomocí Scheringova mostu