Detail předmětu

Elektrotechnické materiály

FP-BelmPAk. rok: 2022/2023

Předmět poskytuje základní znalosti v oblasti materiálů pro elektrotechniku a elektroniku. Seznámí studenty se základními pojmi, klasifikací a rozdělením látek. Hlavní pozornost je věnována kovovým vodičům, polovodičům, dielektrikám a magnetikám.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu je student schopen:
- orientovat se v materiálech pro elektrotechniku a elektroniku,
- klasifikovat elektrotechnické materiály z hlediska elektrické vodivosti a chování v elektrických a magnetických polích,
- popsat typické vlastnosti a parametry jednotlivých skupin elektrotechnických materiálů, souvislosti těchto vlastností s vnitřní strukturou a složením.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, cvičení odb. základů a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

až 40 bodů za cvičení - podmínka udělení zápočtu: min. 80 % účast na laboratorních cvičení , splnění vstupních testů do cvičení a odevzdání hodnocených laboratorních zpráv
až 60 bodů za závěrečnou zkoušku.
Zkouška je zaměřena na problematiku probíranou na přednáškách i cvičeních. 

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu upřesňuje každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

přehled látky
1. Vztah struktury a vlastností látek
2. Klasifikace materiálů a jejich základní vlastnosti
3. Konstrukční materiály pro elektrotechniku
4. Elektrické vodiče, supravodiče, odporové, kontaktové materiály, uhlík
5. Základy magnetismu
6. Materiály pro magnetické obvody
7. Základy dielektrických a izolačních materiálů
8. Plynné a kapalné izolanty, kapalné krystaly
9. Pevné anorganické a organické izolanty, speciální dielektrika
10. Plasty v elektrotechnice, elastomery, kompozitní materiály
11. Polovodičové vlastnosti materiálů a jejich souvislost s technologií. Základní polovodičové materiály.
12. Příprava polovodičových materiálů
13. Fyziologické vlastnosti materiálů, recyklace materiálů

Učební cíle

Cílem předmětu "Elektrotechnické materiály" je seznámit studenty s materiály pro elektrotechniku a elektroniku, s jejich klasifikací a s jejich významnými vlastnostmi. Získané informace umožní studentům základní orientaci při volbě materiálů pro konstrukce elektrických a elektronických zařízení.

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

Výuka ve všech cvičeních je povinná. Řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Drápala L., Kursa M., ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY, VSB, TUO, 2012 (CS)
JIRÁK, J., LIEDERMANN, K., SEDLAŘÍKOVÁ, M., AUTRATA, R., ROZSÍVALOVÁ, Z. Materiály v elektrotechnice, elektronické texty ETE004. Materiály v elektrotechnice. Brno: 2002. (CS)
KAZELLE, J., HAVLÍČEK, S., JIRÁK, J., LIEDERMANN, K., ROZSÍVALOVÁ, Z., SEDLAŘÍKOVÁ, M., VANĚK, J. Elektrotechnické materiály a výrobní procesy, elektronické texty. Brno: 2003. s. 1 ( s.) (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BAK-PM bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Starý, Ph.D.
doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
Ing. Ladislav Chladil, Ph.D.

Osnova

1. Vztah struktury a vlastností látek
2. Klasifikace materiálů a jejich základní vlastnosti
3. Konstrukční materiály pro elektrotechniku
4. Elektrické vodiče, supravodiče, odporové, kontaktové materiály, uhlík
5. Základy magnetismu
6. Materiály pro magnetické obvody
7. Základy dielektrických a izolačních materiálů
8. Plynné a kapalné izolanty, kapalné krystaly
9. Pevné anorganické a organické izolanty, speciální dielektrika
10. Plasty v elektrotechnice, elastomery, kompozitní materiály
11. Polovodičové vlastnosti materiálů a jejich souvislost s technologií. Základní polovodičové materiály.
12. Příprava polovodičových materiálů
13. Fyziologické vlastnosti materiálů, recyklace materiálů

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
Ing. Kristýna Jandová, Ph.D.
doc. Ing. Petr Křivík, Ph.D.

Osnova

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

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz