Detail předmětu

Electrical Apparatus

FEKT-BPA-EPRAk. rok: 2022/2023

Hlavní témata studovaná v předmětu:

Základní stavy, funkce a namáhání přístrojů nn a vn.
Zapínání elektrických obvodů. Zapínací proud. Vypínán elektrických obvodů. Zotavené napětí.
Tepelné účinky proudu.
Silové účinky proudu.
Vypínání obvodů bez el. oblouku. Elektrické výboje. Vypínání obvodů s el. obloukem.
Vypínání provozních a zkratových proudů. Elektrické kontakty.
Elektrické přístroje bezobloukové (odpojovače, uzemňovače a zkratovače) a provozní (spínače, stykače, úsečníky, odpínače).
Výkonové el. přístroje (pojistky, jističe, vypínače). Konstrukce a vlastnosti.
Přístrojové transformátory a zapouzdřené systémy s SF6. Konstrukce a vlastnosti.
Základy jištění elektrických zařízení v obvodech (pojistky, jističe, selektivita). Jištění vedení proti přetížení. Jištění vedení proti zkratu. Zkoušení elektrických přístrojů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

1.+2.
Studenti znají (umí popsat a vysvětlit):
- základní fyzikální jevy, stavy, funkce a namáhání el. přístrojů,
- druhy a použití elektrických přístrojů v elektrických obvodech nn, vn a vvn,
- silové působení proudu na komponenty el. přístroje,
- tepelné působení proudu na komponenty el. přístroje,
- charakteristiky jisticích přístrojů,
- základy jištění el. zařízení.
3. Studenti dovedou:
- změřit a interpretovat výsledky 8. laboratorních úloh.
- interpretovat výsledky 4. numerických cvičení.
4. Studenti jsou schopni analyzovat a rozlišit (klasifikovat):
- různé el. přístroje podle různých klasifikátorů,
- jisticí a ochranné el. přístroje.
5. Studenti jsou schopni zhodnotit a doporučit:
- vhodný typ spínacího el. přístroje podle parametrů spínaného obvodu,
- vhodný typ jistícího přístroje podle parametrů a jištěného zařízení v obvodu.
6. Studenti jsou schopni vypracovat a obhájit:
- protokoly z numerických a laboratorních cvičení,
- zprávu na bakalářské úrovni (SP, BP) na zadané téma z problematiky el. přístrojů.



Prerekvizity


Vykonané zkoušky ze základních kurzů fyziky, matematiky a elektrotechniky na FEKT VUT v Brně.

Student, který si zapíše předmět BEPR by měl znát z matematiky:
Aplikovat goniometrické funkce. Skalární a vektorový součin vektorů. Integrální a diferenciální počet funkce jedné proměnné.

Student, který si zapíše předmět BEPR by znát (mít odborné znalosti):
Stavbu atomu. Základní vztahy elektrického pole. Základní zákony elektrotechniky (Coulomb, Ohm, Faraday, Ampér, Kirchhoff). Základní vztahy magnetického pole. Sílu působící na náboj a mezi vodiči. Diferenciální rovnice popisující obvody RL, RC, RLC. Základní přechodné děje.

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.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
1. Výklad témat na přednáškách (P1-P13).
2. Cvičení vybraných témat ve 4. numerických cvičeních (N1-N4).
3. Cvičení témat v 8. laboratorních úlohách (L1-L8).
4. Podklady k tématům přednášek i k laboratorním úlohám jsou umístěny v E-learningu.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně Atualizovaná vyhláška garanta předmětu v E-learningovém prostředí, první týden.

Numerická cvičení N1-N4.
Hodnocení odevzdaného protokolu z numerických cvičení, á 1 bod. Min. 2 body, max. 4 body

Laboratorní cvičení L1-L8.
Hodnocení odevzdaného protokolu, á 2 body. Min. 8 bodů, max. 16 bodů.
Kontrola pracovních sešitů z laboratoří (název laboratorní úlohy, stručný popis úlohy) před laboratorní úlohou), autentický závěr(!).
Přezkoušení z laboratorních úloh v zápočtovém týdnu. V tomto přezkoušení nutno uspět.

Písemný test z numerických cvičení a laboratoří (v zápočtovém týdnu). Min. 5 bodů, max. 20 bodů.

Písemná část závěrečné zkoušky. Min. 30 bodů, max. 60 bodů

Osnovy výuky

1. Základní funkce a namáhání přístrojů nn a vn (statické a dynamické stavy, energie mechanická, elektromagnetická, tepelná, atd.).
2. Zapínání a vypínání elektrických obvodů (dynamický zapínací proud, vypínací zotavené napětí na kontaktech).
3. Silové účinky proudu v el. přístroji (vodiče rovnoběžné, kolmé, zůžené, kontaktní, blízké feromagnetikum).
4. Tepelné účinky proudu v el. přístroji (ustálené oteplení, krátkodobé oteplení, kontakty, izolanty, dovolená oteplení ustálená a krátkodobá ).
5. Vypínání obvodů bez el. oblouku. Elektrické výboje. Vypínací proces s el. obloukem.
6. Vypínání provozních a zkratových proudů.
7. Elektrické kontakty (síly přítlačné a odpudivé, měknutí a svaření kontaktů).
8. Elektrické přístroje bezobloukové (odpojovače, uzemňovače a zkratovače) a provozní (spínače, stykače, úsečníky, odpínače). Konstrukce a vlastnosti.
9. Výkonové el. přístroje (pojistky, jističe, vypínače). Konstrukce a vlastnosti.
10. Přístrojové transformátory a zapouzdřené systémy s SF6. Konstrukce a vlastnosti.
11. Základy jištění elektrických zařízení v obvodech (pojistky, jističe, selektivita).
12. Jištění el. vedení proti přetížení.
13. Jištění el. vedení proti zkratu. Testování el. přístrojů.

Učební cíle

Poznat:
- základní fyzikální jevy, stavy, funkce a namáhání el. přístrojů,
- druhy a použití elektrických přístrojů v elektrických obvodech nn, vn a vvn,
- silové působení proudu na komponenty el. přístroje,
- tepelné působení proudu na komponenty el. přístroje,
- charakteristiky jisticích přístrojů,
- základy jištění el. zařízení,
- základní zkoušky el. přístrojů.
Umět:
- změřit a interpretovat výsledky 8. laboratorních úloh.
- interpretovat výsledky 4. numerických cvičení.
Analyzovat a rozlišit (klasifikovat):
- různé el. přístroje podle četných klasifikátorů,
- jisticí a ochranné el. přístroje.
Zhodnotit:
- vhodný typ spínacího el. přístroje podle parametrů spínaného obvodu,
- vhodný typ jistícího přístroje podle parametrů a jištěného zařízení v obvodu.
Obhájit:
- protokoly z numerických a laboratorních cvičení,
- zprávu na bakalářské úrovni (SP, BP) na zadané téma z problematiky el. přístrojů.

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, vyhláška umístěná v prostředí E-learning.
Numerická cvičení N1-N4.
Hodnocení odevzdaného protokolu z numerických cvičení, á 1 bod. Min. 2 body, max. 4 body
Laboratorní cvičení L1-L8.
Hodnocení odevzdaného protokolu, á 2 body. Min. 8 bodů, max. 16 bodů.
Kontrola pracovních sešitů z laboratoří (název laboratorní úlohy, stručný popis úlohy) před laboratorní úlohou. Autentický závěr(!).
Ústní přezkoušení z laboratorních úloh v zápočtovém týdnu. Nutno uspět pro udělení zápočtu.
Písemný test z numerických cvičení a laboratoří (v zápočtovém týdnu). Min. 5 bodů, max. 20 bodů.
Písemná část závěrečné zkoušky. Min. 30 bodů, max. 60 bodů.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-PSA , 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc.

Osnova

1. Základní funkce a namáhání přístrojů nn a vn.
2. Zapínání elektrických obvodů.
3. Tepelné účinky proudu.
4. Silové účinky proudu.
5. Vypínání obvodů bez el. oblouku. Elektrické výboje. Vypínací proces s el. obloukem. Zotavené napětí.
6. Vypínání provozních a zkratových proudů.
7. Elektrické kontakty.
8. Elektrické přístroje bezobloukové (odpojovače, uzemňovače a zkratovače) a provozní (spínače, stykače, úsečníky, odpínače). Konstrukce a vlastnosti.
9. Výkonové el. přístroje (pojistky, jističe, vypínače). Konstrukce a vlastnosti.
10. Přístrojové transformátory a zapouzdřené systémy s SF6. Konstrukce a vlastnosti.
11. Základy jištění elektrických zařízení v obvodech (pojistky, jističe, selektivita).
12. Jištění el. vedení proti přetížení.
13. Jištění el. vedení proti zkratu.
Laboratorní cvičení:
-Zapínání obvodu stejnosměrného a střídavého proudu (BB),

-Měření oteplení elektrického přístroje (Šim).
-Stanovení parametrů zotaveného napětí při bezobloukovém vypínání RLC obvodu (Dos).
-Měření voltampérové charakteristiky stejnosměrného oblouku (BB).
-Měření na jističi (Val).
-Měření dynamické charakteristiky elektrického oblouku (BB).
-Měření charakteristiky tepelného relé (Dos).
-Měření na proudovém chrániči (Val).
-Měření tahové charakteristiky elektromagnetu (Šim).

-Jištění zařízení proti přetížení - práce s vypínacími charakteristikami (Val).
-Jištění zařízeni proti zkratu - práce s moderními prostředky (Val).

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc.

Osnova

Laboratorní cvičení:
-N1, Zapínání obvodu stejnosměrného a střídavého proudu (BB),

-L1, Měření oteplení elektrického přístroje (Šim)
-L2, Stanovení parametrů zotaveného napětí při bezobloukovém vypínání RLC obvodu (Dos).
-L3, Měření voltampérové charakteristiky stejnosměrného oblouku (BB).
-L4, Měření na jističi (Val),

-L5, Měření dynamické charakteristiky elektrického oblouku (BB),
-L6, Měření charakteristiky tepelného relé (Dos)
-L7, Měření na proudovém chrániči (Val),
-L8, Měření tahové charakteristiky elektromagnetu (Šim),

-N2, Jistící přístroje a počítačová podpora projektanta (Val)
-N3, Jištění zařízení proti přetížení - práce s vypínacími charakteristikami (Val),
-N4, Jištění zařízeni proti zkratu - práce s moderními prostředky (Val)