Základy elektrotechniky a elektroniky :)

Autor: Igor Krucovčin

Vytvorené: 01. 09. 2020 Tlačiť

Obsah:

1 Úvod do elektrotechniky

2 Elektrotechnika a fyzika resp. chémia

3 Elektrický obvod, súčasti elektrického obvodu, elektrické napätie, zdroje elektrického napätia, elektrický prúd, elektrický odpor, elektrická energia a práca

4 Elektrický obvod, obvodové veličiny, obvodové súčiastky, Zákony

5 Spínače

6 Lineárne súčiastky elektronických obvodov

7 Polovodiče a PN prechod

8 Polovodičové súčiastky

9 Číslicové obvody, prevodníky

10 Bezpečnosť

11 Meranie

12 Domáca prax

13 Výroba a Rozvod elektrickej energie, Transformátor

14 Senzorika, spracovanie signálu, snímače

15 Relé a Počítadlo

16 Elektromotory

1 Úvod do elektrotechniky

Elektrická energia ako forma energie jednoducho, Činná elektrická energia

Elektrina ako jav a ako forma energie

Elektrotechnika, silnoprúdová, slaboprúdová

Odvetvia elektrotechniky

Energetika

Elektronika, mikroelektronika

Štúdium elektrotechniky

Fyzikálne pojmy

Fyzikálne veličiny, meranie

2 Elektrotechnika a fyzika resp. chémia

Hmota

Model zloženia známych foriem hmoty zjednodušený

Látka, skupenstvá, zloženie a charakteristika látok, rozlišovanie látok

Molekuly, chemické väzby

Atóm, zloženie atómu, subatomárne častice, elektróny, protóny, neutróny, nukleóny, Atóm, elektróny, atómové jadro, protóny, neutróny, elektrické silové pôsobenie, elektrické sily, elektrické vlastnosti, elektrický náboj, atómový obal

Protónové číslo prvku (Z), nukleónové číslo prvku (A), izotopy, Bohrov model

Energetické hladiny

Elektrická neutralita atómu

Kvapalné látky a ich častice, ióny

Plynné látky a ich častice

Schopnosť látok viesť elektrický prúd, vodivosť, rozdelenie látok podľa elektrickej vodivosti, elektrónová a iónová vodivosť, rozdelenie látok podľa schopnosti viesť elektrický prúd

Vodiče, vodiče s elektrónovou a iónovou vodivosťou

Vodivosť v kvapalinách, elektrolyty, disociácia

Vodivosť v plynoch, elektrický oblúk, elektrický výboj, ionizácia plynu

Nevodiče, dielektriká, izolanty

Elektrický náboj, elektrostatika, elektrodynamika, elementárny náboj (elementárne kvantum)

Elektrický náboj a elektrina

Vlastnosti elektrického náboja, silové účinky elektrických nábojov

Zákon o zachovaní elektrického náboja

Fyzikálna veličina, jej merateľnosť, meranie, označenie hodnoty

Medzinárodná sústava jednotiek SI

Základné jednotky Medzinárodnej sústavy jednotiek SI

Definícia základných veličín (meter, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol, kandela) platná do roku 2019

Definícia základných veličín (meter, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol, kandela) platná od roku 2018

Doplnkové jednotky Medzinárodnej sústavy SI, definícia doplnkových veličín

Odvodené jednotky Medzinárodnej sústavy SI

Násobky a diely jednotiek, používané predpony jednotiek, ďalšie predpony jednotiek

Periodická sústava prvkov (periodická tabuľka), periódy, skupiny

3 Elektrický obvod, súčasti elektrického obvodu, elektrické napätie, zdroje elektrického napätia, elektrický prúd, elektrický odpor, elektrická energia a práca

Znázornenie elektrického obvodu, elektrické schémy, schematické značky, pravidlá kreslenia elektrických obvodov

Elektrický obvod, dohodnutý smer prúdu, zloženie jednoduchého elektrického obvodu

Zdroj jednosmerného napätia

Spotrebič, zmeny energie v spotrebičoch, menovité napätie

Vedenia (vedenie, vodiče), káble, plošné spoje

Elektrické napätie, druhy, orientácia, označovanie, jednotka, definícia

Jednosmerné napätie

Striedavé napätie

Zdroj napätia, chemické zdroje (galvanické články)

Voltov článok, suchý salmiakový článok (monočlánok), Batéria

Elektrický akumulátor, kyslé akumulátory, alkalické akumulátory, Akumulátory, kapacita akumulátora, olovený akumulátor

Generátory

Fotočlánky

Elektrický prúd, veľkosť elektrického prúdu, označovanie, jednotka, definícia, smer prúdu

Jednosmerný elektrický prúd

Striedavý elektrický prúd

Elektrický odpor, označovanie, jednotka, výpočet, vodivosť, rezistivita, konduktivita materiálu

Elektrická energia, elektrická práca

4 Elektrický obvod, obvodové veličiny, obvodové súčiastky, Zákony

Elektrický obvod jednoducho, Inak

Elektrický obvod, uzavretý, otvorený, rozvetvený, uzly elektrického obvodu

Obvodové veličiny

Riešenie obvodov, orientácia a hodnota obvodových veličín

Obvodové súčiastky

Dvojpóly, viacpóly, charakteristická rovnica súčiastky, voltampérová charakteristika (VACH)

Aktívne súčiastky, pasívne súčiastky – zdroje a spotrebiče, Ohmov zákon, výkon na spotrebiči, Ohmov zákon jednoducho

Lineárne a nelineárne súčiastky

Reaktančné súčiastky

Kirchhoffov zákon 1, 2

5 Spínače

Spínač

Spínač, vypínač, prepínač

Tlačidlom ovládané mechanicko-elektrické spínače a ich spínacie značky, zapínací kontakt (svorka), rozpínací kontakt (rozpínač), prepínací kontakt (menič)

6 Lineárne súčiastky elektronických obvodov

Rezistory (jednoducho)

Kondenzátory (jednoducho), Kondenzátor a kapacita

Cievky (jednoducho)

Solenoid

7 Polovodiče a PN prechod

Polovodiče, polovodiče typu N a typu P, voľné elektróny, diery

Elektrická vodivosť, valenčné, vodivostné a zakázané pásmo, elektrónová vodivosť, látky vodivé, nevodivé a polovodiče, polovodiče s vlastnou vodivosťou a polovodiče s prímesovou vodivosťou

Vedenie elektrického prúdu v polovodičoch, vlastná vodivosť polovodičov, rekombinácia, prímesová vodivosť polovodičov, polovodič typu N, elektrónová vodivosť, polovodič typu P, dierová vodivosť

Vlastná vodivosť (vodivosť typu I.), diera, rekombinácia, vlastné polovodiče

Dotovanie, nevlastný polovodič, nevlastná vodivosť, nevlastná vodivosť typu N, donor, nevlastná vodivosť typu P, akceptor

Prechod PN (PN prechod, priechod PN, PN priechod), hradlová vrstva, diódový jav

8 Polovodičové súčiastky

Dióda polovodičová

LED, 7-segmentovka

Tranzistor, Tranzistor jednoducho

Fotodióda, Fototranzistor, Optron

9 Číslicové obvody a Prevodníky

Číslicové obvody, logické súčiastky, logické obvody, logický systém, Boolova algebra, spôsoby vyjadrenia logických funkcií

Logické obvody, logická premenná, logická funkcia, logický člen (logický prvok, logické hradlo), logický signál

Rozdelenie logických obvodov (LO), kombinačné LO, sekvenčné LO, synchrónne sekvenčné LO, asynchrónne sekvenčné LO

Základné logické prvky, logické prvky, digitálne systémy, označovanie vstupov a výstupov, digitálne systémy, logické hradlo

Hradlo NOT (invertujúce hradlo, invertor), NO (normally open), NC (normally close)

Hradlo AND

Hradlo OR

Hradlo NAND

Hradlo NOR
Hradlo XOR (Exclusive OR), binárna sčítačka, binárny komparátor

Logická funkcia, reprezentácia logickej funkcie

Boolovské funkcie, Boolovská funkcia jednej premennej, Boolovská funkcia dvoch premenných

A/D prevodník, D/A prevodník, digitalizácia, vzorkovanie a kvantovanie (kvantizácia), údajové slovo, kvantizačná chyba

Binárny komparátor

10 Bezpečnosť

Poistka

Tavná poistka

Istiť

Ističe, nezávislé vypínanie, tepelná spúšť, elektromagnetická spúšť, diagram odpojenia ističa, charakteristiky B, C a D

Prúdový chránič jednoducho

Prúdové chrániče a ich použitie v praxi

Prúdový chránič, prúdová asymetria, nadprúd, RCD, RCCB, GFI, GFCI, ALCI, kategorizácia a charakteristické údaje: menovité napätie, menovitý prúd, citlivosť, vypínacia schopnosť

Ako pripojiť prúdový chránič?, vstupné kontakty, súčtový transformátor, diferenciálne relé, typ A, B, C, druhy podľa citlivosti, zapojenie, parametre

IP krytie

11 Meranie a Jednotky fyzikálnych veličín

Elektrické meranie

Elektrický merací prístroj

Meranie napätia a prúdu podrobne

Meranie elektrického napätia, príklady merania

Meranie elektrického prúdu (meranie prúdu), príklad merania, bočník, príklad na výpočet bočníka

Jednotky a fyzikálne veličiny

Ampér (A), elektrický prúd

Coulomb (C), elektrický náboj

Farad (F), elektrická kapacita

Henry (H), indukčnosť

Hertz (Hz), kmitočet

Newton (N), sila

Ohm (Ω), elektrický odpor

Watt (W), elektrický výkon

Meracie prístroje

12 Domáca prax

Zásuvka, Vidlica (zástrčka), konektorové spojenie

Spotreba elektrických zariadení

Výkon elektrických zariadení

Ako funguje Žehlička?

Ako funguje Osvetlenie záhrady v noci?

Elektrická práca

Napájací obvod (napájací zdroj), transformátor, usmerňovač, filter, stabilizátor

13 Výroba a Rozvod elektrickej energie, Transformátor

Elektrizačná sústava, elektrická sieť, vlastnosti a body rozvodných sietí, uzemnenie, striedavý a neutrálny bod, neutrálny, stredný, krajný, ochranný, PEN, PEM vodič... elektrozariadenie, spotrebič

Elektrický generátor, dynamo, alternátor jednoducho, Elektrický generátor, dynamo, alternátor podrobne

Výroba striedavého prúdu, frekvencia striedavého prúdu, trojfázový prúd, fáza, nulovací vodič, fázové napätie, združené napätie

Okamžitý výkon, činný výkon, účinník, jalový výkon, zdanlivý výkon, Činný elektrický výkon

Elektráreň

Elektrárne, elektrická rozvodná sieť, trojfázový alternátor, turboalternátor, trojfázová sústava striedavých napätí, uzol, nulovací vodič, fázové napätia, združené napätia

Trojfázový prúd

Typy zapojení v trojfázovej sústave, hviezda, trojuholník

Rozvodná elektrická sieť

Rozvodné siete nízkeho napätia

Transformátor

14 Senzorika, spracovanie signálu, snímače

Senzory (snímače) prostredia, úprava signálu, výstupné signály

Základný prehľad delenia (rozdelenia) snímačov

Najčastejšie používané typy snímačov v automatizácii (vo výrobe) a ich charakteristika

Signál, informácia, údaj

Analógová informácia, Analógový signál, Digitálna informácia, Digitálny signál, Rozdelenie signálov v praxi

Riadiaci systém, rozhrania, binárne, digitálne a analógové signály a ovládacie prvky, tlačidlá a spínače, prístroje HMI v priemysle

Digitalizácia, vzorkovanie a kvantovanie (na príklade zvuku)

Digitálny a analógový snímač

Ďalšie rozdelenie snímačov

Magnetický snímač (kotvový spínač, jazýčkové relé, jazýčkový kontakt, elektromagnetické relé)

Druhy magnetických snímačov, ich vlastnosti, ich schematické znázornenie a použitie v praxi (výhody a nevýhody)

Induktívny (indukčný) snímač

Druhy indukčných snímačov, ich vlastnosti, ich schematické znázornenie a použitie v praxi (výhody a nevýhody)

Kapacitné snímače (senzory)

Druhy kapacitných snímačov, ich vlastnosti, schematické znázornenie a použitie v praxi (výhody a nevýhody)

Optický snímač

Jednocestná optická závora

Reflexná optická závora

Reflexný svetelný snímač

Druhy opto-elektrických snímačov, ich vlastnosti, schematické znázornenie a použitie v praxi (výhody a nevýhody)

Druhy ultrazvukových snímačov, ich vlastnosti, schematické znázornenie a použitie v praxi (výhody a nevýhody)

15 Relé a Počítadlo

Relé (s dôrazom na samoprídrž, relé s oneskoreným odpadom a príťahom)

Počítadlo

16 Elektromotory

Elektromotor, elektromagnetizmus, stator, rotor, rozdelenie elektromotorov, jednosmerné motory, striedavé motory

Jednosmerné elektromotory, rozdelenie, popis, výhody a nevýhody, brzdný moment, komutátor, motor s permanentným magnetom, sériový, derivačný, kompaudný, krokový

Jednosmerné elektromotory podrobne:

Krokový motor

Striedavé elektromotory, rozdelenie, synchrónny, asynchrónny elektromotor (indukčný motor, motor s kotvou nakrátko), lineárny elektromotor

Striedavé elektromotory podrobne:

Trojfázový asynchrónny motor s kotvou nakrátko

Bežný 3-fázový s označením na štítku ΔY 230/400 V

Bežný 3-fázový motor s označením na štítku ΔY 400/690 V

Trojfázový asynchrónny motor s krúžkovou kotvou (krúžkový motor)

Jednofázový asynchrónny motor

Synchrónny motor

Univerzálny motor

Póly

Literatúra:

Výuková aplikácia demonštrujúca princípy v elektrických obvodoch

	x	Coulombov zákon Elektrické pole nábojov Faradayov zákon Formy a premeny energie Ideálny plyn Jednosmerný elektrický obvod Kondenzátor, jeho parametre a vlastnosti Merný elektrický odpor Ohmov zákon Relé s oneskorením odpadu (zapojenie spádovo-oneskoreného relé) Relé s oneskorením príťahu (zapojenie príťahovo-oneskoreného relé) Vlnenie