Základy analýzy elektrických obvodů

Předmět popisuje základní metody analýzy elektrických obvodů.

V úvodní části je vysvětlen rozdíl mezi elektrickým zařízením, resp. skutečným elektrickým obvodem a jeho modelem.

Dále jsou definovány základní aktivní a pasivní obvodové prvky a základní obvodové veličiny.

V následujících přednáškách se studenti seznámí s důležitými obvodovými teorémy a metodami analýzy obvodů ve stacionárním a v harmonickém ustáleném stavu i během přechodných dějů vyvolaných změnami v obvodu.

Poslední přednášky jsou pak věnovány využitím Laplaceovy transformace při analýze elektrických obvodů.

Semináře jsou zaměřeny na procvičení nabytých vědomostí při analýze základních elektrických obvodů, doplněné simulacemi a jednoduchým měřením.

The course describes the basic methods of analysis of electrical circuits.

In the lectures, students are introduced to the basic active and passive circuit elements, circuit quantities, important circuit theorems and methods of circuit analysis in stationary and harmonic steady state as well as during transients caused by changes in the circuit.

Obsah předmětu

1. Elektrické zařízení a jeho model. Obvodové veličiny, charakteristické hodnoty. Základní obvodové prvky.
2. Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
3. Stacionární ustálený stav, elementární metody analýzy lineárních rezistivních obvodů.
4. Obvodové rovnice - obvodová topologie, metoda smyčkových proudů.
5. Metoda uzlových napětí. Srovnání základních metod analýzy - příklady.
6. Harmonický ustálený stav (HUS), vyjádření harmonických průběhů pomocí fázorů, popis pasivních prvků.
7. Elementární a obecné metody analýzy obvodů v HUS. Výkon, přizpůsobení výkonu v HUS.
8. Kmitočtová závislost obvodových funkcí. Kmitočtové charakteristiky obvodů, grafické znázornění a aproximace.
9. Rezonance, rezonanční obvody.
10. Přechodové jevy v elektrických obvodech. Přechodové jevy 1. řádu v obvodech s DC buzením.
11. Přechodové jevy 2. řádu s DC buzením, základní kmitající RLC obvody.
12. Přechodové jevy s harmonickým buzením.

The course introduces students to the basic principles and methods of analysis of electrical circuits.

Defines the circuit elements and gives their elementary application.

It deals with the basic fundaments of electronic systems based on analog as well as digital circuits.

Základní okruhy témat:

• Elektrický obvod, obvodové veličiny a jejich charakteristické hodnoty.
• Pasivní a aktivní obvodové prvky, základní zákony a teorémy.
• Obvody ve stacionárním ustáleném stavu.
• Metoda smyčkových proudů.
• Metoda uzlových napětí.
• Fázorové diagramy. Obvodové rovnice v HUS.
• Analýza obvodů v HUS. Výkon v HUS, přizpůsobení výkonu.
• Kmitočtové charakteristiky.
• Rezonance, rezonanční obvody.
• Přechodové jevy v obvodech se zdroji DC.
• Přechodové jevy v RLC obvodech se zdroji DC (aperiodická odezva, tlumené kmity).
• Přechodové jevy v obvodech s harmonickými zdroji.
• Řešení obvodů v periodickém neharmonickém ustáleném stavu.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Témata a jejich rozdělení:

1. Elektrická zařízení a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
2. Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
3. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji.
4. Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav.
5. Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodová topologie, obvodové rovnice.
6. Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru. Metody analýzy střídavých obvodů.
7. Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
8. Třífázové systémy, metody analýzy třífázových obvodů. Výkon v třífázových obvodech, fázorové diagramy.
9. Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika.
10. Obvodové rovnice v časové oblasti pro lineární obvody s prvky akumulujícími energii. Přechodové jevy 1. řádu.
11. Přechodové jevy v obvodech 2. řádu - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody.
12. Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, přenosové charakteristiky (impulsní a skoková odezva).
13. Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti. Obvody buzené periodickým nesinusovým napětím nebo proudem (periodický ustálený stav), Fourierova řada.
14. Shrnutí znalostí a srovnání metod pro analýzu elektrických obvodů.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Klíčové oblasti studia:

• Úvod. Elektrický obvod, elektrické napětí a proud, zdroje elektrické energie, zátěže, elektrický obvod a jeho fyzikální analogie.
• Obvodové proměnné a jejich základní veličiny. Ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon. Kirchhoffovy zákony.
• Sériové a paralelní zapojení rezistorů (společné napětí nebo společný proud), dělič napětí a proudový dělič. Zapojení ideálních nezávislých zdrojů.
• Théveninův a Nortonův teorém, náhrada zdrojů, zatížené děliče. Princip superpozice. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů.
• Sériové a paralelní zapojení reálných elektrických zdrojů. Výkon dodávaný zdrojem, výkon spotřebovaný rezistorem, přizpůsobení výkonu.
• Nouzová analýza a analýza smyčkovými proudy rezistivních obvodů. Vstupní a výstupní odpor dvojbranu.
• Reprezentace sinusové vlny fázorem, obvodové prvky při sinusovém buzení, impedance a admitance. Jednoduché obvody v harmonickém ustáleném stavu, integrační a derivační obvody.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v harmonickém ustáleném stavu. Nouzová a smyčková analýza pomocí fázorů.
• Rezonance, rezonanční obvody. Třífázové obvody, výkon a fázorové diagramy ve vícenásobných obvodech.
• Kmitočtové charakteristiky integračního a derivačního obvodu, kmitočtový rozsah platného provozu, PWM. Kmitočtová charakteristika složitějších obvodů.
• Napěťově-proudové vztahy prvků akumulujících energii. Kondenzátor dodávaný konstantním proudem, cívka dodávaná konstantním napětím. Přechodové jevy v obvodech 1. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem a/nebo AC (sinusovým) zdrojem.
• Přechodové jevy v obvodech RLC 2. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem, aperiodický a kvaziperiodický (tlumené kmity) případ.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace, buzení jednorázovými impulsy, impulsní odezva a skoková odezva.

This is a grouped Moodle course. It consists of several separate courses that share learning materials, assignments, tests etc.

Basic types of circuits and blocks of digital measuring instruments are described and analysed.

Struktura digitálních měřicích přístrojů a generátorů signálů

• Obecná struktura digitálních měřicích přístrojů a generátorů signálů.
• Přímo vázané zesilovače a atenuátory.
• Izolační a modulační zesilovače.
• Konvertory střední hodnoty a efektivní hodnoty, peak detektory.
• Konverze kmitočtu, oscilátory, směšovače.
• Referenční zdroje napětí a proudu, harmonické a funkční generátory.
• Návrh měřicího řetězce a signálového kanálu - rozsahy signálů, linearita a šum.
• Spínací a vazební obvody.
• Časová a amplitudová kvantizace signálu, samplery, chyby.
• Pokročilé analogově-digitální konvertory.
• Digitálně-analogové konvertory, rekonstrukce signálu.
• Digitální měřicí bloky kmitočtu a fáze, fázová synchronizace, přímá digitální syntéza.
• Rozhranovací obvody pro standardní sběrnice a rozhraní.

Students will get acquainted with the basic types of circuits and structural blocks of digital instruments and equipment.

Emphasis is placed on the continuity of individual circuits in terms of accuracy in analog or.

analog-to-digital circuits.

Struktura digitálních měřicích přístrojů a generátorů signálů:

• Struktura digitálních měřicích přístrojů a generátorů signálů.
• Přímo vázané zesilovače a atenuátory.
• Izolační a modulační zesilovače.
• Obvody pro konverzi střední a efektivní hodnoty, peak detektory.
• Obvody pro kondicionování kmitočtového signálu, oscilátory, směšovače.
• Referenční zdroje napětí a proudu, sinusové a funkční generátory.
• Návrh řetězců a kanálů analogových bloků - úrovně signálu, linearita, rušení.
• Spínací a vazební obvody.
• Časová a amplitudová diskretizace signálu, samplery, chyby.
• Pokročilé analogově-digitální konvertory.
• Digitálně-analogové konvertory, rekonstrukce signálu.
• Digitální obvody pro měření kmitočtu a fáze, fázová synchronizace, přímá digitální syntéza.
• Obvody pro implementaci rozhraní pro připojení ke sběrnicím.
• Návrh analogové a digitální části z hlediska vlastního vyzařování a odolnosti proti rušení.

The laboratory exercises of the first part of the semester take place on suitable universal preparations, enabling students to work with HW in an efficient and at the same time creative way.

Základy teorie elektrických obvodů

Předmět popisuje základní metody analýzy elektrických obvodů.

Cílem je sjednotit různé úrovně znalostí studentů přicházejících ze škol různých kategorií a vytvořit základ znalostí nezbytných pro další předměty.

Představuje rozdíl mezi fyzickým obvodem a jeho modely a poté představuje chování základních ideálních obvodových prvků v DC obvodech a v harmonickém ustáleném stavu, jakož i přechodné jevy způsobené změnami v obvodu.

Obvodové prvky a jejich chování:

• Elektrické obvody a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Znaménkové konvence, základní topologické pojmy (uzel, smyčka). Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice), příklady aplikace (ekvivalence obvodových prvků, dělič napětí, proudový dělič, reálné zdroje).
• Postupy a metody analýzy elektrických obvodů. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji. Aplikace metody ekvivalence zdrojů, zátěžová přímka.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav, model obvodu ve stejném ustáleném stavu.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - uzlová analýza.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodové rovnice (obvodová topologie, smyčková analýza, uzlová analýza). Srovnání odlišných metod analýzy v DC, příklady.
• Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru, obvodové prvky při harmonickém buzení, impedance a admitance. Fázorové diagramy. Analýza střídavých obvodů.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
• Třífázové obvody. Výkony ve vícenásobných obvodech, fázorové diagramy.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika, její grafické znázornění, asymptotická aproximace (Bodeův diagram).
• Obvodové rovnice v časové oblasti, přechodné jevy v elektrických obvodech. Přechodné jevy v obvodu 1. řádu buzeném DC zdrojem.
• Přechodové jevy v obvodu 2. řádu buzeném DC zdrojem - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody. Přechodné jevy se sinusovým buzením.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, impulsní odezva a skoková odezva.
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Podrobný obsah:

• Úvod. Elektrické napětí a proud, zdroje elektrické energie, zátěže, elektrický obvod a jeho fyzikální analogie.
• Obvodové proměnné a jejich základní veličiny. Ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon. Kirchhoffovy zákony. Sériové a paralelní zapojení rezistorů (společné napětí nebo společný proud), dělič napětí a proudový dělič. Zapojení ideálních nezávislých zdrojů.
• Théveninův a Nortonův teorém, náhrada zdrojů, zatížené děliče. Princip superpozice. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů.
• Sériové a paralelní zapojení reálných elektrických zdrojů. Výkon dodávaný zdrojem, výkon spotřebovaný rezistorem, přizpůsobení výkonu.
• Nouzová analýza a smyčková analýza rezistivních obvodů. Vstupní a výstupní odpor dvojbranu.
• Reprezentace sinusové vlny fázorem, obvodové prvky při sinusovém buzení, impedance a admitance. Jednoduché obvody v harmonickém ustáleném stavu, integrační a derivační obvody.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v harmonickém ustáleném stavu. Nouzová a smyčková analýza pomocí fázorů.
• Rezonance, rezonanční obvody. Třífázové obvody, výkon a fázorové diagramy ve vícenásobných obvodech.
• Kmitočtové charakteristiky integračního a derivačního obvodu, kmitočtový rozsah platného provozu, PWM. Kmitočtová charakteristika složitějších obvodů.
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti.
• Napěťově-proudové vztahy prvků akumulujících energii. Kondenzátor dodávaný konstantním proudem, cívka dodávaná konstantním napětím. Přechodové jevy v obvodech 1. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem a/nebo AC (sinusovým) zdrojem.
• Přechodové jevy v obvodech RLC 2. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem, aperiodický a kvaziperiodický (tlumené kmity) případ.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace, buzení jednorázovými impulsy, impulsní odezva a skoková odezva.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Struktura a metody analýzy:

• Elektrická zařízení a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Znaménkové konvence, základní topologické pojmy (uzel, smyčka). Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice), příklady aplikace (ekvivalence obvodových prvků, dělič napětí, proudový dělič, reálné zdroje).
• Postupy a metody analýzy elektrických obvodů. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji. Aplikace metody ekvivalence zdrojů, zátěžová přímka.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav, model obvodu ve stejném ustáleném stavu. Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - uzlová analýza.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodové rovnice (obvodová topologie, smyčková analýza, uzlová analýza). Srovnání odlišných metod analýzy v DC, příklady.
• Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru, obvodové prvky při harmonickém buzení, impedance a admitance. Fázorové diagramy. Analýza střídavých obvodů.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
• Třífázové obvody. Výkony ve vícenásobných obvodech, fázorové diagramy.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika, její grafické znázornění, asymptotická aproximace (Bodeův diagram).
• Obvodové rovnice v časové oblasti, přechodné jevy v elektrických obvodech. Přechodové jevy v obvodu 1. řádu buzeném DC zdrojem.
• Přechodové jevy v obvodu 2. řádu buzeném DC zdrojem - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody. Přechodové jevy se sinusovým buzením.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, impulsní odezva a skoková odezva.
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti.

This is a grouped Moodle course. It consists of several separate courses that share learning materials, assignments, tests etc.

The course describes the basic methods of analysis of electrical circuits.

In the lectures, students are introduced to the basic active and passive circuit elements, circuit quantities, important circuit theorems and methods of circuit analysis in stationary and harmonic steady state as well as during transients caused by changes in the circuit.

Obsah kurzu:

• Elektrické zařízení a jeho model. Obvodové veličiny, charakteristické hodnoty. Základní obvodové prvky.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
• Stacionární ustálený stav, elementární metody analýzy lineárních rezistivních obvodů.
• Obvodové rovnice - obvodová topologie, metoda smyčkových proudů.
• Metoda uzlových napětí. Srovnání základních metod analýzy - příklady.
• Harmonický ustálený stav (HUS), vyjádření harmonických průběhů pomocí fázorů, popis pasivních prvků.
• Elementární a obecné metody analýzy obvodů v HUS. Výkon, přizpůsobení výkonu v HUS.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí. Kmitočtové charakteristiky obvodů, grafické znázornění a aproximace.
• Rezonance, rezonanční obvody.
• Přechodové jevy v elektrických obvodech. Přechodové jevy 1. řádu v obvodech s DC buzením.
• Přechodové jevy 2. řádu s DC buzením, základní kmitající RLC obvody.
• Přechodové jevy s harmonickým buzením.

The course introduces students to the basic principles and methods of analysis of electrical circuits.

Defines the circuit elements and gives their elementary application.

It deals with the basic fundaments of electronic systems based on analog as well as digital circuits.

Základní principy a metody analýzy elektrických obvodů:

• Prvky elektrických obvodů: pasivní prvky, řízené zdroje - vztah mezi elektrickými veličinami.
• Základní zákony a teorémy v elektrických obvodech, analýza rezistivních obvodů, výkon.
• Metody analýzy lineárních obvodů v časové oblasti. Přechodné jevy v RLC obvodech s DC buzením.
• Harmonický ustálený stav - popis obvodových veličin pomocí fázorů, výkon a rezonance v HUS.
• PN přechod, prvky elektronických obvodů: dioda, tyristor, triak - popis typických aplikací, model diody, princip linearizace.
• Tranzistory: bipolární a unipolární tranzistor - princip činnosti, popis, vlastnosti, modely.
• Aplikace tranzistorů jako řízeného spínače a prvku lineárního zesilovače.
• Ideální operační zesilovač: principy, základní lineární operační sítě (invertující a neinvertující konfigurace, sčítačka, diferenční zesilovač, převodníky v-i a i-v, integrátor, diferenciátor).
• Reálné vlastnosti operačních zesilovačů a jejich vliv na obvodové veličiny. Kmitočtová kompenzace.
• Speciální aplikace operačních zesilovačů: oscilátory, izolační zesilovač, nelineární obvody, multivibrátory, komparátory.
• Konvenční napájecí zdroje, lineární regulátory - principy a parametry, integrované regulátory.
• Polovodičové spínače, spínání rezistivních a indukčních zátěží, principy a charakteristiky spínaných měničů.
• Struktura logických obvodů: diodová logika, princip invertoru CMOS, základní elektrické charakteristiky, obvodový diagram a princip činnosti hradla NAND se dvěma vstupy.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Základní principy a metody analýzy:

• Úvod. Elektrický obvod, elektrické napětí a proud, sériové a paralelní zapojení elektrických zdrojů, ověření laboratorními měřeními.
• Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony, sériové a paralelní zapojení rezistorů, ověření laboratorními měřeními.
• Obecné metody analýzy obvodů (analýza smyček, analýza uzlů). Počítačová analýza elektrických obvodů.
• Test 1. Přechodné jevy v RLC obvodech s DC buzením, výpočet a ověření pomocí počítačové simulace.
• Harmonický ustálený stav: fázory, impedance a admitance. Analýza elementárních obvodů v HUS.
• Kmitočtové charakteristiky - manuální i počítačová analýza, ověření laboratorními měřeními. Rezonance.
• Test 2. Elementární obvody s diodami a tranzistory. Principy, analýza dominantních charakteristik.
• Simulace a laboratorní měření obvodů s tranzistory, spínací a lineární režim.
• Základní obvody s operačním zesilovačem, analýza a simulace.
• Laboratorní měření elementárních obvodů s operačním zesilovačem.
• Oscilátory a astabilní multivibrátor s operačním zesilovačem.
• Test 3. Stabilizátor napětí se Zenerovou diodou, výpočet a počítačová simulace.
• Laboratorní měření vlastností invertoru CMOS.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Obsah a struktura studia:

• Elektrická zařízení a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
• Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodová topologie, obvodové rovnice.
• Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru. Metody analýzy střídavých obvodů.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
• Třífázové systémy, metody analýzy třífázových obvodů. Výkon v třífázových obvodech, fázorové diagramy.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika.
• Obvodové rovnice v časové oblasti pro lineární obvody s prvky akumulujícími energii. Přechodové jevy 1. řádu.
• Přechodové jevy v obvodech 2. řádu - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, přenosové charakteristiky (impulsní a skoková odezva).
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti. Obvody buzené periodickým nesinusovým napětím nebo proudem (periodický ustálený stav), Fourierova řada.
• Shrnutí znalostí a srovnání metod pro analýzu elektrických obvodů.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Klíčové oblasti a metody analýzy:

• Úvod. Elektrický obvod, elektrické napětí a proud, zdroje elektrické energie, zátěže, elektrický obvod a jeho fyzikální analogie.
• Obvodové proměnné a jejich základní veličiny. Ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon. Kirchhoffovy zákony. Sériové a paralelní zapojení rezistorů (společné napětí nebo společný proud), dělič napětí a proudový dělič. Zapojení ideálních nezávislých zdrojů.
• Théveninův a Nortonův teorém, náhrada zdrojů, zatížené děliče. Princip superpozice. Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů.
• Sériové a paralelní zapojení reálných elektrických zdrojů. Výkon dodávaný zdrojem, výkon spotřebovaný rezistorem, přizpůsobení výkonu.
• Nouzová analýza a smyčková analýza rezistivních obvodů. Vstupní a výstupní odpor dvojbranu.
• Reprezentace sinusové vlny fázorem, obvodové prvky při sinusovém buzení, impedance a admitance. Jednoduché obvody v harmonickém ustáleném stavu, integrační a derivační obvody.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v harmonickém ustáleném stavu. Nouzová a smyčková analýza pomocí fázorů.
• Rezonance, rezonanční obvody. Třífázové obvody, výkon a fázorové diagramy ve vícenásobných obvodech.
• Kmitočtové charakteristiky integračního a derivačního obvodu, kmitočtový rozsah platného provozu, PWM. Kmitočtová charakteristika složitějších obvodů.
• Napěťově-proudové vztahy prvků akumulujících energii. Kondenzátor dodávaný konstantním proudem, cívka dodávaná konstantním napětím. Přechodové jevy v obvodech 1. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem a/nebo AC (sinusovým) zdrojem.
• Přechodové jevy v obvodech RLC 2. řádu buzených DC (konstantním) zdrojem, aperiodický a kvaziperiodický (tlumené kmity) případ.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace, buzení jednorázovými impulsy, impulsní odezva a skoková odezva.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Základní koncepty a metody analýzy:

• Elektrická zařízení a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
• Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodová topologie, obvodové rovnice.
• Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru. Metody analýzy střídavých obvodů.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
• Třífázové systémy, metody analýzy třífázových obvodů. Výkon v třífázových obvodech, fázorové diagramy.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika.
• Obvodové rovnice v časové oblasti pro lineární obvody s prvky akumulujícími energii. Přechodné jevy 1. řádu.
• Přechodové jevy v obvodech 2. řádu - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, přenosové charakteristiky (impulsní a skoková odezva).
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti. Obvody buzené periodickým nesinusovým napětím nebo proudem (periodický ustálený stav), Fourierova řada.
• Shrnutí znalostí a srovnání metod pro analýzu elektrických obvodů.

The subject describes fundamental methods of electrical circuit analysis.

The aim is to unify different level of knowledge of students coming from schools of different categories and form the basis of knowledge necessary for next subjects.

It presents the difference among physical circuit and its models, and then it presents the behavior of basic ideal circuit elements in DC circuits and in sinusoidal steady state as well as transients, caused by changes in the circuit.

Obsah a struktura předmětu:

• Elektrická zařízení a jejich modely. Základní veličiny (elektrický náboj, napětí, proud, výkon), charakteristické hodnoty. Základní ideální pasivní a aktivní obvodové prvky, Ohmův zákon.
• Základní zákony a teorémy (Kirchhoffovy obvodové zákony, Théveninův a Nortonův teorém, princip superpozice).
• Elementární analýza lineárních rezistivních obvodů. Obvody buzené jedním a několika nezávislými zdroji.
• Výkon a přizpůsobení výkonu v rezistivních obvodech. Pracovní stavy elektrických obvodů (přechodné jevy, ustálený stav). Stejnosměrný ustálený stav.
• Obecné metody analýzy rezistivních obvodů - obvodová topologie, obvodové rovnice.
• Harmonický ustálený stav, reprezentace sinusové vlny jako fázoru. Metody analýzy střídavých obvodů.
• Fázorové diagramy. Výkon a přizpůsobení výkonu v obvodech střídavého proudu. Rezonanční obvody.
• Třífázové systémy, metody analýzy třífázových obvodů. Výkon v třífázových obvodech, fázorové diagramy.
• Kmitočtová závislost obvodových funkcí (impedance, admitance, přenosová funkce). Kmitočtová charakteristika.
• Obvodové rovnice v časové oblasti pro lineární obvody s prvky akumulujícími energii. Přechodové jevy 1. řádu.
• Přechodové jevy v obvodech 2. řádu - aperiodický a kvaziperiodický případ, kmitající RLC obvody.
• Analýza přechodových jevů pomocí Laplaceovy transformace. Buzení jednorázovými impulsy, přenosové charakteristiky (impulsní a skoková odezva).
• Vztah mezi popisem a chováním obvodů v časové a frekvenční oblasti. Obvody buzené periodickým nesinusovým napětím nebo proudem (periodický ustálený stav), Fourierova řada.
• Shrnutí znalostí a srovnání metod pro analýzu elektrických obvodů.


ZČU | FEL | KEP – Metoda uzlových napětí - vysvětlení výpočetní metody a ukázka jejího použití

tags: #moodle #fel #obvody