Detail předmětu

Fyzika v elektrotechnice

FEKT-HFYZAk. rok: 2020/2021

Obsahem předmětu jsou fyzikální základy elektrotechniky, jak slaboproudé, tak i silnoproudé. Studentům je podán přehled základů mechaniky hmotné částice a tuhého tělesa, teorie elektromagnetického pole, kmitů a vlnění a optiky. Závěrečná přednáška je věnována úvodu do kvantové mechaniky, tak aby studenti měli tomto tématu povědomí a aby věděli o existenci a základech popisu kvantových jevů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Karel Liedermann, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

Studenti rozumí základním fyzikálním pojmům, zákonům a procesům. Jsou schopni řešit jednoduché problémy týkající se těchto zákonů a procesů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia a mírně pokročilé znalosti angličtiny.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, semináře (numerická cvičení) a laboratorní cvičení. Předmět využívá podpory e-learningovým systémem, který však v tomto případě slouží pouze jako úložiště dat. Studentům je zadávána jedna domácí práce, což je neřešený příklady z učebnice HRW (viz literatura). Hodnocení má následující složky: 10 bodů - domácí úloha, 20 bodů - laboratorní cvičení, 10 bodů - krátký test, 60 bodů - zkouška.

Způsob a kritéria hodnocení

Krátký písemný test, hodnocení prokolů v laboratorních cvičeních a písemná závěrečná zkouška. Zkouška z předmětu bude probíhat prezenčně i distančně.

Osnovy výuky

Obsah a metody fyziky, fyzikální veličiny. Mezinárodní soustava jednotek SI. Základní fyzikální představy: látka a pole. Matematické nástroje: Vektorová algebra. Základy diferenciálního a integrálního počtu. Mechanika hmotné částice Newtonovy zákony, hybnost, práce, kinetická a potenciální energie. Základy mechaniky tuhého tělesa. Elektrický náboj a elektrické pole, Gaussova věta elektrostatiky. Elektrický potenciál, kapacita, elektrický proud a odpor. Ohmův zákon. Magnetické pole a jeho původ v pohybujících se elektrických nábojích. Působení magnetického pole na vodiče protékané elektrickým proudem. Elektromagnetická indukce a Maxwellovy rovnice. Kmity. Harmonický kmitavý pohyb. Matematické a fyzické kyvadlo. Tlumený oscilátor. Rezonance. Vlny. Klasifikace. Postupné mechanické vlnění. Energie a výkon vlnění. Zvukové vlny. Dopplerův jev. Elektromagnetické vlny. Optika. Odraz a lom elektromagnetických vln. Polarizace.Interference a difrakce. Základy moderní fyziky a její aplikace.

Učební cíle

Hlavní cíle jsou : Poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů, zejména z hlediska fyzikálních základů elektrotechniky, a posílení porozumění těchto pojmů a zákonů pomocí širokého spektra zajímavých aplikací.

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

HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J.: Fundamentals of Physics, Sixth Edition. Wiley International Edition, John Wiley & Sons, 2001
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J.: Fyzika. VUT v Brně - VUTIUM a PROMETHEUS. 2007
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Brno, 2014, Překlad 8. orig. vydání (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program AJEI-H bakalářský

    obor H-AEI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 1 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BIT bakalářský 1 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Liedermann, CSc.

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Liedermann, CSc.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Říha
Ing. Pavel Tofel, Ph.D.