Detail předmětu
Elektrotechnika pro audio inženýrství
FEKT-JELEAk. rok: 2018/2019
Seznámení s bezpečnostními předpisy nutnými pro laboratorní výuku. Základní zákony a veličiny v elektrických obvodech. Vlastnosti prvků elektrických obvodů. Výkonové poměry v elektrických obvodech. Metody analýzy lineárních obvodů ve stacionárním ustáleném stavu. Základy nelineárních prvků a obvodů. Magnetické obvody. Charakteristiky časově proměnných signálů. Harmonický ustálený stav v lineárních obvodech. Metody analýzy obvodů v harmonickém ustáleném stavu. Vlastnosti a použití základních pasivních lineárních obvodů 1. a 2. řádu. Klasická a operátorová metoda řešení přechodných dějů v lineárních obvodech. Přechodná a impulzová odezva obvodu.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- vyjádřit matematickými vztahy souvislosti mezi obvodovými veličinami pro základní pasivní a aktivní obvodové prvky a definovat jejich modely;
- aplikovat metody analýzy lineárních obvodů ve stacionárním ustáleném stavu na zadaných příkladech - metodu postupného zjednodušování, metodu náhradního zdroje, metodu smyčkových proudů a metodu uzlových napětí;
- analyzovat vlastnosti obvodů s nelineárními prvky a na příkladu demonstrovat aproximaci charakteristiky nelineárního prvku;
- vyjmenovat základní veličiny a zákony magnetických obvodů a s jejich použitím vypočítat parametry zadaného magnetického obvodu;
- vypočítat charakteristické parametry časově proměnných signálů a popsat princip a význam harmonické analýzy signálů
- definovat fázory veličin v obvodech v harmonickém ustáleném stavu a definovat imitance základních obvodových prvků;
- aplikovat symbolickou metodu řešení na zadané příklady analýzy lineárních obvodů v harmonickém ustáleném stavu;
- popsat vlastnosti a chování základních pasivních lineárních obvodů 1. a 2. řádu a vypočítat jejich charakteristické parametry;
- zvolit postup řešení přechodných dějů v lineárních obvodech, aplikovat metodu Laplaceovy transformace k řešení přechodných dějů, interpretovat výsledky řešení.
- vypočítat přechodnou a impulsovou charakteristiku pasivního lineárního dvojbranu.
V rámci výuky předmětu proběhne přezkoušení ve smyslu §5 Vyhlášky 50/1978 Sb. po jehož úspěšném absolvování bude student schopen:
- popsat rozdělení elektrických zařízení a rozvodných sítí, vyjmenovat způsoby značení vodičů a svorek, definovat význam značek elektrických zařízení;
- vyjmenovat a definovat zásady bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, vyjmenovat a definovat způsoby ochrany před úrazem elektrickým proudem;
- popsat zásady požární bezpečnosti při provozu elektrických zařízení.
V rámci laboratorních cvičení se student naučí:
- změřit základní obvodové veličiny jednoduchých a složených dvojpólů a vyjádřit z nich jejich imitance;
- změřit elektrické veličiny v obvodu v harmonickém ustáleném stavu a porovnat je s vypočtenými hodnotami;
- změřit elektrické veličiny v obvodu v harmonickém ustáleném stavu a interpretovat je pomocí fázorových diagramů;
- změřit elektrický výkon dodávaný zdrojem do zátěže a experimentovat s vlivem velikosti zátěže na míru výkonového přizpůsobení;
- změřit a graficky interpretovat kmitočtové charakteristiky pasivního integračního a derivačního článku a sériového a paralelního rezonančního obvodu;
- změřit časové průběhy přechodných dějů v pasivních lineárních obvodech a experimentovat s vlivem velikosti hodnot obvodových prvků na charakter přechodného děje;
- změřit spektra harmonických a neharmonických signálů a porovnat je s vypočtenými; demonstrovat vliv nelineárního obvodu na spektrum přenášeného signálu;
- analyzovat vlastnosti základních elektrických obvodů za pomoci počítačové simulace.
Prerekvizity
- vyjádřit výsledek rozkladu lomené funkce na parciální zlomky a výsledek dělení polynomů;
- 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;
- popsat význam použití limity funkcí;
- popsat základní vlastnosti komplexních čísel;
- vypočítat derivaci, určitý a neurčitý integrál jednoduchých lineární funkcí jedné proměnné a základních goniometrických funkcí.
Pro studium předmětu nejsou vyžadovány žádné další předchozí odborné znalosti.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Postupné zjednodušování, metoda náhradního zdroje (Théveninův a Nortonův teorém), výkonové přizpůsobení.
3. Metoda smyčkových proudů a uzlových napětí, dvojbrany, řízené zdroje, metoda razítek.
4. Nelineární prvky a obvody, aproximace charakteristik.
5. Obvody s permanentními magnety a elektromagnety, základní parametry, základní zákony, základy řešení magnetických obvodů, transformátory.
6. Časově proměnné veličiny a jejich parametry, harmonická analýza.
7. Harmonické veličiny v elektrických obvodech, fázory, imitance. Symbolická metoda analýzy lineárních obvodů a výkon v harmonickém ustáleném stavu (HUS). Metody řešení obvodů v HUS.
8. Vlastnosti základních pasivních lineárních obvodů 1. řádu.
9. Vlastnosti základních pasivních lineárních obvodů 2. řádu
10. Řešení přechodných dějů klasickou a operátorovou metodou.
11. Řešení přechodných dějů s nenulovými počátečními podmínkami, přechodná a impulsová odezva lineárního obvodu.
12. Bezpečnost v elektrotechnice.
13. Opakování látky, příprava na zkoušku.
V posledním týdny výuky proběhne přezkoušení ve smyslu § 5 Vyhlášky 50/1978 Sb. na kvalifikaci "pracovník znalý".
Učební cíle
Poskytnutí základních znalostí z elektrotechniky a teorie obvodů potřebných jako prerekvizity dalších odborných předmětů studijního oboru. V numerických cvičeních prohloubit a upevnit teoretické znalosti, v laboratorních cvičeních prakticky ověřit některé teoretické poznatky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Elektrotechnika pro audioinženýrství - soubor prezentací z přednášek předmětu JELE (CS)
Sedláček, J.; Steinbauer, M.; Drexler, P. Elektrotechnika pro audioinženýrství, laboratorní cvičení - pracovní sešit. FEKT VUT v Brně, 2014. (CS)
Sedláček, J.; Steinbauer, M.; Drexler, P. Elektrotechnika pro audioinženýrství, laboratorní cvičení. FEKT VUT v Brně, 2014. (CS)
Doporučená literatura
Murina, M.; Sedláček, J.; Steinbauer, M. Elektrotechnika 2 - sbírka příkladů FEKT VUT v Brně, 2009. (CS)
Sedláček, J.; Steinbauer, M.; Elektrotechnika 1 - počítačová cvičení. FEKT VUT v Brně, 2013. (CS)
Sedláček, J.; Valsa, J. Elektrotechnika 2. FEKT VUT v Brně. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor