Popis předmětu - BD1B13MVE

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
BD1B13MVE Materiály pro výkonovou elektrotechniku
Role:  Rozsah výuky:14KP+6KL
Katedra:13113 Jazyk výuky:CS
Garanti:  Zakončení:Z,ZK
Přednášející:  Kreditů:5
Cvičící:  Semestr:Z

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A1B13MVE

Anotace:

V předmětu se student seznámí s fyzkálním popisem základních vlastností a základními typy materiálů pro elektrotechniku. Jsou uvedeny typy vodičů, supravodičů, izolantů, magnetik a polovodičů, které se používají ve výkonové elektrotechnice. Důraz je kladen na souvislosti mezi vlastnostmi, technologií a využitím. Hlouběji se student seznámí s vybranými typy organických a anorganických izolantů, zejména s elektrotechnickou keramikou, s vlastnostmi slídy a slídových izolanů, skla a jeho aplikacemi, s ekologickým vodivým spojováním v elektrotechnice, s materiály pro tenké a tlusté vrstvy a s vybranými nanomateriály a jejich aplikacemi.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD1B13MVE

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A1B13MVE

Cíle studia:

Cílem je poznat strukturu a vlastnosti základních materiálů používaných ve výkonové elektrotechnice a seznámit se s měřením těchto vlastností. Získané znalosti jsou nezbytné pro navazující předměty technologického charakteru.

Obsah:

Předmět se zabývá jak materiály dnes standardně užívanými pro výrobu zařízení pro výkonovou elektrotechniku, tak materiály zcela moderními. Do prvé skupiny patří zejména vodiče, polovodiče, supravodiče, izolanty, dielektrika a magnetické materiály. Ze druhé skupiny je možné jmenovat nanomateriály a smart materiály. Jsou prezentovány nejen informace o základních typech materiálů a jejich vlastnostech, ale také informace o vybraných aplikacích uvedených materiálů.

Osnovy přednášek:

1. Stavba atomu, elektronový obal. Vazebné energie a vazební síly. Skupenské stavy látek.
2. Struktury pevných látek, základní typy mřížek, energie elektronů v pevné látce, pásové modely.
3. Typy polovodičů. Teplotní závislost vodivosti příměsového polovodiče. Transportní jevy.
4. Polovodiče a jejich aplikace v elektronice, technologie výroby objemových polovodičů.
5. Dielektrika a izolanty. Polarizační procesy ve střídavém elektrickém poli. Ztráty v dielektriku.
6. Elektrická pevnost izolantů. Klasifikace dielektrik a izolantů a jejich aplikace v elektrotechnice.
7. Materiály pro zdroje, detektory a optická přenosová prostředí pro optické komunikace.
8. Vodiče, volné elektrony v kovu, kov při různých teplotách, elektrická vodivost, tepelná vodivost.
9. Základní kovy užívané v elektrotechnice a jejich slitiny. Wirebonding, plošné spoje.
10. Supravodivost a nízkoteplotní a ?vysokoteplotní? supravodiče,aplikace v elektrotechnice.
11. Fyzikální základy magnetizmu, dia-, para-, fero-, feri- a antiferomagnetika.
12. Teplotní závislost vlastností feromagnetik, tvrdé a měkké magnetické materiály, aplikace.
13. Polymery ? struktura, typy, vlastnosti, stárnutí, aplikace.
14. Nanomateriály a smart materiály.

Osnovy cvičení:

1. Objasnění jednotlivých úloh.
2. Demonstrace vybraných typů úloh.
3. Měření anizotropie Si plechů.
4. Měření vlastností polovodičového křemíku.
5. Mechanické vlastnosti tuhých látek.
6. Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na teplotě.
7. Test.
8. Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na kmitočtu.
9. Měření resistivity izolantů.
10. Měření elektrické pevnosti izolačních fólií.
11. Měření kvality kontaktů mezi tenkými a tlustými vrstvami.
12. Měření vybraných vlastností tlustých vrstev.
13. Rezerva, doměřování.
14. Zápočet.

Literatura:

Shukla, R. K., Sigh, A.: Electrical Engineering Materials. Tata McGraw Hill Education Private LTD. 2012 Pokharel B. P., Karki, N. R.: Electrical Engineering Materials. Alpha Science International LTD. 2007 Basak, T. K.: Electrical Engineering Materials. New Age Science LTD. 2009 MIT OpenCourseWare, http://ocw.mit.edu/courses/find-by-topic/

Požadavky:

Účast na cvičení je povinná. Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. U zkoušky bude požadována znalost odpřednášené látky, vybraných studijních materiálů (viz Moodle) a látky probrané ve cvičeních.

Poznámka:

Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Klíčová slova:

Vodiče, polovodiče, izolanty, magnetické materiály, supravodiče,

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr


Stránka vytvořena 2.2.2023 17:51:09, semestry: Z/2022-3, L/2021-2, Z/2024-5, L/2022-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)