Detail předmětu

Energy use

FEKT-CUEEAk. rok: 2011/2012

Užití elektrické energie je uskutečňováno v bezpočtu technologických procesů a je bezprostředně spjato s její spotřebou. V předmětu jsou probírány základní typy elektrických spotřebičů, s rozdělením na elektronické spotřebiče, světelné zdroje, elektrotepelná zařízení a pohony, s orientací na jejich typickou konstrukci, vlastnosti a charakteristiky odběru z napájecí soustavy. Z oboru užití elektrické energie je předmět zaměřen na dvě základní oblasti a to na elektrotepelné ohřevy a osvětlování. V části předmětu věnované elektrotepelné technice jsou zopakovány definice tepla, tepelné bilance a sdílení tepla s aplikací v elektrotepelné technice. V dalším jsou studenti seznámeni se základními typy elektrických ohřevů a jejich využitím v průmyslu a domácnostech. Z oblasti elektrického světla je probírána fyzikální podstata světla, vlnové a kvantové vlastnosti elektromagnetického záření, elektrické zdroje světla, svítidla, fotometrické veličiny a jednotky. Dále výchozí podmínky pro návrh osvětlovacích soustav, včetně vlastního postupu návrhu, a následného provozu a údržby osvětlovacích soustav.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Základní poznatky z užití a spotřeby elektrické energie v oblastech spotřební elektroniky, elektrotepelné techniky - vytápění budov, světelné a osvětlovací techniky a elektrických pohonů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni fyziky 2. ročníku a základní znalosti výkonové elektronicky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Laboratorní protokoly, semestrální projekt, závěrečná zkouška s částí příkladovou a s částí teoretickou. Požadavky na zakončení předmětu mohou být dle potřeb upravovány, formou vyhlášky garanta předmětu vydané před zahájením semestru.

Osnovy výuky

Úvod do užití elektrické energie. Aplikační sféry. Užití a spotřeba elektrické energie, skupiny a skladba spotřebičů. Elektrické spotřebiče, typy zátěží.
Elektronické spotřebiče. Spínané napájecí zdroje.
Světelná technika a osvětlování. Vlastnosti a parametry světla. Světelné zdroje.
Svítidla. Funkce, požadavky, konstrukce, vlastnosti svítidel, třídění svítidel.
Návrh osvětlovacích soustav. Výchozí podklady, výpočty, provoz a údržba.
Elektrotepelná technika a zařízení. Základní definice tepelných veličin, přenos a šíření tepla.
Základní principy přeměn elektrické energie na elektrotepelnou energii. Technické aplikace jednotlivých přeměn.
Odporové ohřevy. Přímé a nepřímé odporové ohřevy. Odporové svařování.
Obloukové teplo. Obloukové pece, sváření obloukem.
Indukční a mikrovlnné teplo.
Elektrotepelná technika budov - vytápění budov.
Pohony a jejich aplikace. Střídané a stejnosměrné pohony s měniči.
Střídavá a stejnosměrná trakce.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy spotřeby elektrické energie a s aplikacemi z elektrotepelné a světelné techniky v rozsahu potřebném pro obor silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Elektrowärme in Theorie und Praxis,Girardet, Essen (DE)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-SEE , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Introduction. Application areas. Use and consumption of electricity. Electrical appliances.
Electronic appliances - consumer electronics. Power supplies - SMPS.
Lighting engineering and illumination. Light sources.
Light sources for general illumination - design, characteristics, applications.
Luminaries. Functions, requirements, design, characteristics and sorting of luminaries.
Design of illuminating systems. Input data, calculations, operation a maintenance of illuminating system.
Electro-heat technology and equipments. Definitions of basic variables, heat transfer and thermal transmittance. Basic the electrical heating. Applications in industry and domestic use.
Resistance heating. Direct and indirect resistance heating. Resistance welding.
Arc heating. Arc furnaces, arc welding.
Inductive and microwave heating.
Electro-heat technology of buildings - space beating.
Electric drives. AC and DC motors with converters.
AC and DC traction.

Cvičení odborného základu

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Consumer electronics consumption characteristics.
Illumination system design.
Calculation of resistance heating elements. Calculation of building heat losses and design of an electrical space heating.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Measurement of a SMPS input/output parameters.
Measurement of electrical appliances inrush current.
Measurement of a luminaire luminous efficiency.
Light sources lumen per watt ratio measurement.
Illumination measurement of a workspace.
Design, realization and verification of a resistance heating element.
Measurement of a hotplate efficiency using OPACKI method.
Heat transfer across a flat-surface heterogenous sandwich construction. Measurement of heat losses a layers interface temperatures.
Measurement of energy balance of a induction heating.
Measurement on an electric drive with induction motor.