Elektrotechnika
Výkonové štandardy
Výkonové štandardy v predmete ELEKTROTECHNIKA odbor mechatronika – 1.ročník
Žiak vie:
TEÓRIA
ELEKTRICKÉ POLE PRÚDOVÉ
1. Zapamätanie a porozumenie
· vysvetliť príčinu elektrickej vodivosti v tuhých látkach
· definovať vodiče, nevodiče a polovodiče
· nakresliť pásmový model vodiča, izolantu a polovodiča
· nakresliť jednoduchý elektrický obvod, definovať nevyhnutné podmienky pretekania prúdu
obvodom
· definovať el. prúd slovne a vzťahom, poznať jednotku el. prúdu
· definovať jednosmerný zdroj napätia a nakresliť jeho schematickú značku
· definovať elektrické prúdové pole
· definovať slovne a vzťahom elektrický odpor, rezistivitu, elektrickú vodivosť, konduktivitu, vyjadriť jednotky el. odporu a el. vodivosti
· opísať rezistor, kresliť jeho symbolickú značku
· definovať vzťahom a graficky závislosť odporu na teplote
· definovať slovne a vzťahom Ohmov zákon
· definovať slovom a graficky lineárny a nelineárny odpor
· definovať Kirchhoffove zákony slovne a vzťahmi
· definovať uzol, slučku, vetvu el. obvodu
· definovať sériové spojenie odporov slovne a graficky
· definovať paralelné spojenie odporov slovne a graficky
· definovať reálny zdroj napätia slovne, graficky a vzťahmi pre stav naprázdno, nakrátko a pre zaťažený prevádzkový stav
· nakresliť a definovať vzťahmi spájanie reálnych zdrojov napätia
· definovať prácu a výkon elektrického prúdu vzťahmi
· definovať slovne a vzťahom Joule-Lencov zákon
· definovať podmienky vedenia prúdu v kvapalinách
· vysvetliť jav elektrolýzy a opísať jej využitie v praxi
· definovať 1. Faradayov zákon vzťahom
· definovať 1 A z elektrolytických účinkov jednosmerného prúdu
· vysvetliť princíp galvanického článku
· popísať chemické reakcie pri nabíjaní a vybíjaní akumulátora
· popísať palivový článok
2. Aplikácia
· rozlišovať pojem el. odpor a rezistor
· vyhľadať rezistivitu materiálu v tabuľkách
· vypočítať el. odpor a jeho zmenu pri zmene teploty
· analyzovať možnosti využitia rezistorov ako snímačov
· rozlíšiť sériové a paralelné radenie odporov v sérioparalelných obvodoch
· aplikovať Ohmov zákon pri riešení úloh, zostaviť grafickú interpretáciu Ohmového zákona
· aplikovať Kirhchoffove zákony pri riešení el. obvodov
· aplikovať vlastnosti sériového a paralelného spojenia pri riešení úloh
· vypočítať napätie na rezistore nezaťaženého aj zaťaženého deliča napätia
· vypočítať vnútorný odpor zdroja, pokles svorkového napätia pri zaťažení a prúd nakrátko zdroja
· vyhľadať v katalógu rezistory
ELEKTROSTATICKÉ POLE
1. Zapamätanie a porozumenie
· opísať vlastnosti elektrického náboja- premiesťovanie v telese, deliteľnosť, druhy el. náboja, zákon zachovania el. náboja
· definovať elektrostatické pole slovne
· vysvetliť jav elektrostatická indukcia a jej praktické využitie
· znázorniť elektrické pole radiálne a homogénne, silo čiarovým modelom a vektorovým poľom, znázorniť ekvipotenciálne hladiny
· definovať slovne a vzťahom intenzitu el. poľa, elektrický potenciál, elektrické napätie
· vysvetliť jav polarizácie dielektrika , posúdiť vplyv relatívnej permitivity na vonkajšie el. pole
· opísať rovinný doskový kondenzátor, nakresliť ho, uviesť jeho charakteristické vlastnosti a použitie, nakresliť symbolické značky kondenzátorov
· definovať vzťahmi základné vlastnosti sériového a paralelného spojenia kondenzátorov, nakresliť príslušné spojenia
· uviesť vzťahy pre určenie energie elektrostatického poľa
2. Aplikácia
· vypočítať veľkosť sily, ktorou pôsobia na seba dva el. náboje
· vypočítať elektrickú pevnosť dielektrika
· vypočítať kapacitu doskového rovinného kondenzátora
· vypočítať kapacitu a veľkosť náboja na sérioparalelne spojených kondenzátoroch
· vypočítať napätie na nezaťaženom kapacitnom deliči napätia
· navrhnúť využitie kapacitných snímačov, analyzovať ich využitie ako snímačov
· vyhľadať v katalógu rôzne typy kondenzátorov
· určiť potenciály jednotlivých miest elektrického obvodu
MAGNETICKÉ POLE
1. Zapamätanie a porozumenie
· popísať a zdôvodniť magnetické účinky magnetického poľa
· definovať magnetické pole slovne
· definovať magnetickú siločiaru, určiť jej orientáciu
· zdôvodniť vytvorenie a zakresliť magnetické pole tyčového permanentného magnetu, priameho a kruhového prúdovodiča /závitu/, magnetické pole cievky valcovej a toroidu
· /prúdovodič = vodič, ktorým tečie el. prúd/
· definovať slovne a vzťahmi základné veličiny magnetického poľa-magnetické napätie, intenzitu magnetického poľa,
· určiť vzťahom veľkosť sily, ktorou pôsobí homogénne magnetické pole na priamy prúdovodič
· aplikáciou Ampérového pravidla pravej ruky /pravotočivej skrutky/ určiť smer magnetického poľa priameho prúdovodiča, pravidlom PR určiť severný pól valcovej cievky a smer
· definovať slovne a vzťahmi magnetickú indukciu, permeabilitu a magnetický tok
· definovať rozdelenie magnetických látok a popísať vlastnosti jednotlivých skupín
· graficky znázorniť, vysvetliť a popísať proces prvotnej magnetizácie a pre magnetizácie materiálov – hysterézna slučka, zdôvodniť súvislosť veľkosti plochy HS a strát pri pre magnetizovaní
· popísať silové pôsobenie homogénneho magnetického poľa na prúdovodič
· určiť vzťahom veľkosť sily MP pôsobiacej na prúdovodič a určiť jej smer odvodiť vzťah pre elektrodynamickú silu medzi dvoma priamymi prúdovodičmi, určiť smer silového pôsobenia
· definovať 1 A /elektrodynamická definícia 1 A/
· určiť vzťahom veľkosť sily nosného magnetu
· definovať vzťahom energiu MP
2. Aplikácia
· aplikovať Flemingovo pravidlo /pravidlo pravej ruky/ pre určenie smeru magnetickej sily, ktorou pôsobí MP na priamy prúdovodič
· aplikovať vzťah pre magnetickú silu pôsobiacu na priamy prúdovodič v MP
· vysvetliť princíp premeny elektrickej energie na mechanickú / princíp elektromotora/
· vypočítať veľkosť elektrodynamickej sily medzi rozvodnými zbernicami
· aplikovať silový zákon na elektrón pohybujúci sa v MP
· uviesť príklady využitia. prídržnej sily elektromagnetov
· posúdiť z tvaru magnetizačnej krivky a hysteréznej slučky predurčenie materiálu pre použitie
ELEKTROMAGNRTICKÉ POLE
1. Zapamätanie a porozumenie
· opísať jav elektromagnetickej indukcie
· vysloviť Lencovo pravidlo
· vysloviť indukčný zákon pre obidve jeho formy
o pre vznik indukovaného pohybového napätia o pre vznik transformačného napätia
a určiť vzťahom veľkosť indukovaného napätia a určiť jeho smer
· opísať cievku, charakterizovať jej základnú vlastnosť
· opísať jav vlastnej indukcie slovne a vzťahom
· definovať slovne a vzťahom vlastnú indukčnosť, rozobrať od čoho závisí
· definovať slovne a vzťahom vzájomnú indukčnosť, rozobrať od čoho závisí
· opísať vznik vírivých prúdov, rozobrať od čoho závisí ich veľkosť
2. Aplikácia
· vypočítať veľkosť indukovaného napätia a aplikovať Lencovo pravidlo pre určenie smeru indukovaného napätia a prúdu pre obe formy indukčného zákona
· aplikovať indukčný zákon ako základný princíp premeny mechanickej energie za spolupôsobenia MP na elektrickú energiu -princíp generátorov el. energie
· vypočítať hodnotu vlastnej indukčnosti cievky
· analyzovať možnosti použitia cievky ako snímača
· vypočítať hodnotu vzájomnej indukčnosti cievky a činiteľ väzby
· uviesť príklady využitia javu elektromagnetickej indukcie
· uviesť charakteristické obvody s cievkami
· uviesť spôsoby potláčania nežiaducich vírivých prúdov
· uviesť príklady využitia vírivých prúdov
STRIEDAVÉ PRÚDY
1. Zapamätanie a porozumenie
· definovať striedavé priebehy slovne a graficky /harmonické, periodické, pulzujúce, kmitavé/
· opísať vznik striedavého harmonického prúdu
· odvodiť vzťah pre veľkosť indukovaného striedavého napätia a prúdu
· definovať slovne, vzťahom a graficky základné pojmy stried. harmonických veličín /okamžitá hodnota, maximálna amplitúda, perióda, frekvencia, kruhová frekvencia, začiatočná fáza/
· definovať strednú hodnotu striedavých veličín slovne a graficky, určiť jej závislosť na max. hodnote
· definovať efektívnu hodnotu striedavých veličín slovne a graficky, určiť jej závislosť na max. hodnote, vysvetliť jej fyzikálny význam
· transformovať časový priebeh striedavej veličiny na fázorové zobrazenie
2. Aplikácia
· popísať výrobu striedavého prúdu v 2- pólovom generátore s otáčajúcim sa závitom
· vypočítať frekvenciu, kruhovú frekvenciu
· vypočítať okamžitú hodnotu striedavej veličiny so začiatočnou fázou
· vypočítať strednú a efektívnu hodnotu striedavých veličín
· zobraziť fázory veličín s nenulovou začiatočnou fázou
· graficky spočítať a odpočítať fázory veličín s fázovými posuvmi
OBVODY STRIEDAVÉHO PRÚDU
1. Zapamätanie a porozumenie
· definovať ideálny rezistor obvode striedavého prúdu –fázorový diagram U a I, platnosť Ohmového zákona
· definovať ideálnu cievku a ideálny kondenzátor v obvode stried. prúdu- fázorový diagram U a I, indukčná a kapacitná reaktancia, platnosť Ohmového zákona
· graficky znázorniť fázorové riešenie sériového obvodu R-L-C
· zostrojiť fázorový diagram impedancie
· odvodiť matematické riešenie impedancie sériového obvodu R-L-C
· graficky znázorniť fázorové riešenie paralelného obvodu R//L//C
· zostrojiť admitančný trojuholník /obrazec/
· odvodiť matematické riešenie paralelného obvodu R//L//C- výsledná admitancia a impedancia
· definovať stav rezonancie obvodu R-L-C: fázorový diagram, impedančný diagram, odvodiť Thomsonov vzorec a vzťah pre rezonančnú impedanciu
· definovať stav rezonancie obvodu R//L//C: fázorový diagram, impedančný diagram, fo, Zo
· vysvetliť princíp kompenzácie účinníka siete pripojením kondenzátora
· opísať využitie rezonančných obvodov v rádioelektronike a televíznej technike /vznik oscilácií, vysielacia anténa – dipól a ladiaci obvod prijímača
· znázorniť fázorový diagram striedavého výkonu, definovať matematické vzťahy pre zdanlivý výkon a jeho zložky, vysvetliť ich fyzikálny význam
· vysvetliť pojem účinník
2. Aplikácia
· analyzovať frekvenčnú závislosť prvkov R,L,C, vysvetliť použitie tlmivky a kondenzátora vo filtroch usmerňovačov
· riešiť striedavý sériový obvod s prvkami R,L,C, určiť jeho charakter
· určiť spôsob zistenia rezistencie reálnej cievky a jej indukčnosť meraním
· riešiť striedavý paralelný obvod s prvkami R,L,C, určiť jeho charakter
· aplikovať Thomsonov vzorec pre výpočet fo, L alebo C
· zostaviť a nakresliť rezonančné krivky I, Z sériového a paralelného obvodu
· vypočítať činný, jalový a zdanlivý výkon striedavého prúdu
· vypočítať účinník
TROJFÁZOVÁ SÚSTAVA
1. Zapamätanie a porozumenie
· opísať vznik 3-fázového napätia
· odôvodniť opodstatnenosť 3f sústavy
· opísať konštrukciu a princíp činnosti 3-fázového generátora
· charakterizovať zapojenie v 3f do hviezdy, nakresliť jeho schému a analyzovať výhody
· definovať slovne a matematicky fázové a združené napätie
· charakterizovať zapojenie v 3f do trojuholníka, nakresliť jeho schému a analyzovať výhody
· definovať slovne a matematicky fázové a združené prúdy
· nakresliť 5-vodičové zapojenie s nesúmernou záťažou
· vyjadriť vzťahy pre určenie 3f výkonu
2. Aplikácia
· vypočítať veľkosť zduženého napätia
· vypočítať veľkosť združeného napätia
· rozlíšiť smer prúdov v zapojení generátora /zdroja/ a záťaže
· zakresliť do 5-vodičovej sústavy jednofázové spotrebiče, zásuvky a 3f elektromotory
· pomenovať a označiť podľa STN vodiče a svorky el. zariadení v 5-vodičovej sústave
· vypočítať veľkosť činného, jalového a zdanlivého 3f výkonu pre súmernú i nesúmernú záťaž / z fázových i sieťových veličín/
ELEKTRICKÉ PRÍSTROJE
1. Zapamätanie a porozumenie
· vymenovať druhy spínacích prístrojov
· opísať problémy pri spínaní a ich elimináciu
· charakterizovať istič, k čomu slúži
· opísať stýkača jeho použitie
· opísať relé a ich použitie
2. Aplikácia
· rozlíšiť pojem vypínač a odpojovač, určiť postup pri zapnutí a odpájaní el. obvodov
· vysvetliť fyzikálny princíp ističa el. obvodu
· vysvetliť rozdiel a význam silových a ovládacích obvodov
· určiť zapínacie a rozpínacie kontakty elektromechanických spínacích prístrojov
· uviesť príklady použitia jednotlivých druhov spínacích obvodov
X. TRANSFORMÁTORY
1. Zapamätanie a porozumenie
· opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku, vysvetliť princíp a použitie 1-fázového transformátora
· opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku, vysvetliť princíp a použitie, výhody a nevýhody 1-fázového auto transformátora
· opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku a použitie 3-fázového transformátora
2. Aplikácia
· určiť prevod transformátora
· aplikovať prevodové rovnice
· určiť straty v medi a železe
CVIČENIA
POUČENIE O BEZPEČNOSTI PRI PRÁCI
a. Zapamätanie a porozumenie
· opísať fyziologické účinky jednosmerného a striedavého prúdu na ľudský organizmus
· osvojiť si zásady prvej pomoci pri úraze elektrickým prúdom
· osvojiť si protipožiarne predpisy
· dodržiavať laboratórny poriadok
b. Aplikácia
· dodržiavať bezpečnostné predpisy
· adekvátne zareagovať pri vzniku nebezpečnej situácie v elektrickom prevádzkovom priestore
· poskytnúť prvú pomoc pri úraze elektrickým prúdom, vrátane privolania požiarnej a lekárskej pohotovosti
MERACIE PRÍSTROJE
a. Zapamätanie a porozumenie
· definovať merací prístroj
· opísať základné časti meracích prístrojov
· definovať rozsah MP, konštantu MP, triedu presnosti MP
· zdôvodniť zapojenie ampérmetra a voltmetra a veľkosti ich vnútorných odporov
· nakresliť zapojenie potenciometra a reostatu a vysvetliť ich úlohu v el. obvode
b. Aplikácia
· vysvetliť značky na stupnici MP, pomenovať systémy MP, určiť použite MP
· správne zapojiť ampérmeter, voltmeter pre meranie jednosmerných aj striedavých veličín
· správne zapojiť avomet pre meranie jednosmerného aj striedavého prúdu a napätia
· určiť rozsah pre meranie v hornej tretine stupnice, určiť nameranú hodnotu a chybu MP / z triedy presnosti /
· presne odčítať výchylku na ručičkovom, svetelnom a digitálnom MP
MERANIE NAPATIA A PRÚDU
c. Experiment
· zapojiť obvod pre meranie charakteristiky napätia podľa predloženej schémy s dôrazom na zapájanie voltmetrov a ampérmetrov
· odmerať regulačnú charakteristiku deliča napätia
· graficky ju znázorniť
· vypočítať účinnosť potenciometra ako regulač. prvku
· posúdiť kvalitu a hospodárnosť regulácie napätia potenciometrom
· vypracovať o meraní protokol s dôrazom na vyhodnotenie výsledkov merania
· zostaviť schému zapojenia pre kontrolu voltmetra a zapojiť podľa nej obvod
· zistiť meraním presnosť ciachovaného voltmetra
· posúdiť, či voltmeter vyhovuje vyznačenej triede presnosti
· zostrojiť korekčnú krivku voltmetra
· vypracovať o meraní protokol s dôrazom na zhodnotenie výsledkov merania
MERANIE ODPOROV
c. Experiment
· zostaviť schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre malé odpory
· zostaviť schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre veľké odpory
· schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre malé odpory
· zapojiť meracie obvody
· určiť odpory meraných rezistorov a porovnať ich s menovitými hodnotami
· zostaviť obvod pre meranie odporov metódou porovnávania napätia
· určiť hodnotu meraného odporu a porovnať ho s katalógovým údajom
· nakresliť schému pre meranie malých odporov porovnávaním prúdu
· vypracovať protokol o meraní
MERANIE NA SERIOPARALELNÝCH OBVODOCH b. Aplikácia
· aplikovať teoretické vedomosti z riešenia jednosmerných obvodov z reálnym zdrojom : o určiť prúdový rozsah pre známu kombináciu odporov
o vypočítať celkový odpor záťaže
o určiť vnútorný odpor napäťového zdroja a prúd nakrátko c. Experiment
· meraním zistiť napätie naprázdno zdroja, svorkové napätie a vypočítať Ri a Ik zdroja
· zapojiť rôzne sério-paralelné kombinácie rezistorov a meraním zistiť celkový odpor záťaže
· analyzovať vplyv záťaže na svorkové napätie
· vyhotoviť protokol o meraní
MERANIE JEDNOSMERNÉHO VÝKONU
b. Aplikácia
· navrhnúť schému zapojenia pre meranie jednosmerného výkonu V a A
· navrhnúť zapojenie prúdovej a napäťovej cievky elektrodynamického wattmetra
· určiť konštantu wattmetra
· odvodiť vzťahy pre určenie vlastnej spotreby V a A
c. Experiment
· odmerať jednosmerný výkon voltmetrom a ampérmetrom
· odmerať výkon elektrodynamickým wattmetrom
· určiť korigovaný výkon výpočtom
· graficky znázorniť výkony a prúd v závislosti na napätí
· vyhotoviť protokol o meraní
MERANIE INDUKČNOSTI A KAPACITY
b. Aplikácia
· aplikovať vzťahy pre výpočet indukčnosti cievky a kapacity kondenzátora
· z nameranej impedancie prvkov
· popísať zostavy obvodu mostíkových MP a vysvetliť princíp činnosti
· vysvetliť nulovú metódu merania
c. Experiment
· odmerať indukčnosť cievky, určiť jej jednosmerný odpor
o VA metódou
o mostíkovým MP
· odmerať kapacitu kondenzátora o VA metódou
o mostíkovým MP
· výpočtom určiť výslednú kapacitu rôznych sério-paralelných zapojení kondenzátorov
· zistiť meraním správanie sa cievky a kondenzátorov v obvode striedavého a jednosmerného prúdu
· vyhotoviť protokol o meraní
MERANIE NA TRANSFORMÁTORE
b. Aplikácia
· navrhnúť schému zapojenia pre meranie prevodu a výkonu transformátora naprázdno a nakrátko
· vypočítať prevod transformátora
· určiť stratový výkon transformátora naprázdno
· určiť stratový výkon transformátora nakrátko
· vypočítať činnú a jalovú zložku prúdu
· vypočítať cos
· určiť napätie nakrátko
· zostrojiť fázorový diagram transformátora
· zobraziť charakteristiky transformátora naprázdno a nakrátko
c. Experiment
· meraním zistiť izolačné odpory transformátora
· meraním zistiť prevod transformátora
· odmerať činné odpory vinutí a overiť ich súvislosť s prevodom
· meraním zistiť straty naprázdno transformátora a prúd Io
· meraním zistiť straty nakrátko transformátora, prúd IK a napätie nakrátko uK
· vypracovať protokol o meraní
Výkonové štandardy v predmete ELEKTROTECHNIKA
odbor elektrotechnika – 1.ročník
Žiak vie:
Teória
I. ÚVOD
1. Význam a úloha elektrotechniky
· definovať pojem elektrotechnika
· charakterizovať príbuzné vedné disciplíny
· uviesť uplatnenie mikroelektroniky
· zhodnotiť význam a úlohy elektrotechniky
2. Historický vývoj elektrotechniky
· popísať počiatok vzniku elektrotechniky
· uviesť najvýznamnejších fyzikov a ich objavy /Thales, Coulomb, Volta, Galvani, Ohm, Kirchhoff, Faraday, Maxwell/
II. ZÁKLADNÉ POJMY
3. Jednotky a ich rozmery
· definovať pojmy fyzikálna veličina, fyzikálny pojem, jednotka fyzikálnej veličiny
· definovať skalárne a vektorové veličiny
· popísať obsah sústavy SI
· pomenovať základné jednotky, značky veličiny
· pomenovať doplnkové jednotky, značky, veličiny
· pomenovať odvodené jednotky, značky, veličiny
· pomenovať násobky a diely jednotiek, predpony, značky
4. Stavba hmoty, formy hmoty
· definovať hmotu a jej formy
· definovať látku
· znázorniť schémou stavbu látky
· definovať pole
· uviesť druhy polí
· vyjadriť podstatné vlastnosti reálneho poľa
5. Stavba atómu, látok, rozdelenie podľa vodivosti
· popísať stavbu atómu
· vysvetliť model elektrónového obalu atómu podľa fyzika E. Schrodingera
· popísať diagram energetických hladín atómu vodíka
· reprodukovať Pauliho vylučovací princíp
· znázorniť pásmovú štruktúru energetických hladín látok
· znázorniť pásmové diagramy látok s rozdielnou vodivosťou t.j. vodič, polovodič,nevodič
6. Elektrický náboj, jeho vlastnosti
· charakterizovať el. náboj
· porovnať el. náboje v atóme /kladný, záporný, neutrálny/
· popísať vznik elektricky nabitých telies
· vyjadriť vzťah pre elektrický náboj Q
· definovať jednotku el. náboja
6. Elektrické pole, základné veličiny
· definovať pojmy elektrické pole, elektrostatické pole, elektrické prúdové pole,
· elektromagnetické pole
· charakterizovať stacionárne a nestacionárne pole
· popísať vznik elektrostatického poľa
· vyjadriť vzťah pre silu F pre dva bodové náboje
· vymedziť platnosť Coulombovho zákona
· definovať intenzitu elektrického poľa
· vyjadriť vzťah pre intenzitu el.poľa E
· znázorniť intenzitu elektrostatického poľa bodového náboja
· znázorniť elektrostatické pole homogénne, radiálne
· vyjadriť intenzitu poľa E v okolí osamoteného bodového náboja
7. Potenciál a napätie, jednotka, definícia
· definovať pojmy práca el. poľa, el. potenciál, rozdiel potenciálov
· vyjadriť vzťah pre prácu W pri posúvaní el. náboja v el. poli
· vyjadriť vzťah pre elektrický potenciál V
· vyjadriť vzťah pre rozdiel potenciálov
· vyjadriť vzťah medzi intenzitou a potenciálom poľa
· stanoviť vzťah pre intenzitu E homogénneho poľa na konečnej dĺžke d
8. Elektrický prúd, jednotka prúdu
· vysvetliť vznik el. prúdu v uzatvorenom el. obvode
· vyjadriť vzťah pre el. prúd
· definovať jednotku el. prúdu
· uviesť vzťah pre vyjadrenie kapacity zdrojov
9. Elektrický obvod, základné prvky el. obvodov
· definovať pojem el. obvod
· znázorniť jednoduchý el. obvod
· porovnať jednoduché a zložené jednobrany, pasívne a aktívne jednobrany, lineárne a nelineárne jednobrany
· charakterizovať mnohobrany
· definovať základné časti zloženého obvodu /uzol, vetva, slučka, svorka/
III. JEDNOSMERNÝ PRÚD
11. Ustálený jednosmerný prúd, prúdová hustota
· vyjadriť vzťah pre prúdovú hustotu
· charakterizovať prúdovú hustotu
· riešiť príklad pre výpočet prúdovej hustoty
12. Elektrický odpor, elektrická vodivosť
· vysvetliť fyzikálnu podstatu el. odporu
· definovať jednotku el. odporu
· vyjadriť vzťah pre el. vodivosť
VÝKONOVÉ ŠTANDARDY V PREDMETE ELEKTROTECHNIKA
odbor elektrotechnika – 2.ročník
Žiak vie:
Teória
ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCIA
1. Vznik indukovaného napätia
· popísať základné veličiny magnetického poľa a ich jednotky
· vyjadriť vzťahy medzi B a H, B a F, Um a H
· vysvetliť, ako vzniká vo vodiči indukované napätie
2. Indukčný zákon
· vymenovať spôsoby, ako môže nastať zmena mag. toku cez plochu obklopenú vodičom
· vymenovať druhy indukovaného napätia
· napísať a vysvetliť 1. formu indukčného zákona
· napísať a vysvetliť 2. formu indukčného zákona
· riešiť príklady s využitím indukčného zákona
3. Vlastná indukčnosť cievky
· definovať vlastnú indukčnosť cievky - dynamická definícia
· napísať vzorec pre výpočet indukčnosti cievky - dynamická definícia, uviesť jednotky
veličín
· definovať jednotku vlastnej indukčnosti cievky
· definovať vlastnú indukčnosť cievky - statická definícia
· napísať vzorec pre výpočet indukčnosti cievky - statická definícia, uviesť jednotky veličín
· vysvetliť, ako závisí vlastná indukčnosť cievky od jej konštrukcie (rozmerov, materiálu
jadra, počtu závitov), napísať vzorec, uviesť jednotky
· porovnať indukčnosť vzduchovej cievky a cievky s feromagnetickým jadrom
· vysvetliť použitie dvojitého (bifilárneho) vinutia v praxi
· vypočítať energiu mag. poľa cievky
· riešiť príklady na výpočet vlastnej indukčnosti cievky
4. Vzájomná indukčnosť
· napísať indukčný zákon pre cievky spriahnuté spoločným mag. tokom
· definovať vzájomnú indukčnosť a jej jednotku
· vypočítať vzájomnú indukčnosť
5. Činiteľ väzby
· vysvetliť, čo vyjadruje činiteľ väzby
· odvodiť vzťah pre výpočet činiteľa väzby
· určiť, aké hodnoty môže nadobúdať činiteľ väzby
6. Straty v železe
· vymenovať príčiny strát vo feromagnetických materiáloch pri magnetizácii striedavým
prúdom
· vysvetliť, od čoho závisí veľkosť strateného výkonu
· nakresliť hysteréznu slučku, vyznačiť na nej dôležité úseky a body
Stredná priemyselná škola Poprad
· porovnať hysterézne slučky magneticky mäkkých a magneticky tvrdých materiálov
· objasniť, čo je to stratové číslo a v akých jednotkách ho udávame
· popísať, ako možno v praxi obmedziť straty v železe
7. Vírivé prúdy
· vysvetliť vznik vírivých prúdov
· vymenovať, od čoho závisí veľkosť vírivých prúdov
· zdôvodniť, prečo sú vírivé prúdy nežiaduce
· popísať, ako možno znížiť straty vírivými prúdmi
· uviesť možnosti využitia vírivých prúdov v praxi
STRIEDAVÉ PRÚDY
1. Základné predstavy a pojmy
· zdôvodniť význam a prednosti striedavého prúdu
· rozlišovať druhy striedavého prúdu ( periodický, aperiodický, súmerný, kmitavý,
pulzujúci)
2. Harmonický a neharmonický priebeh
· popísať vznik harmonického striedavého napätia
· porovnať harmonický a neharmonický priebeh striedavého prúdu
3. Okamžitá, maximálna hodnota striedavých priebehov, počiatočná fáza, posun, posuv,
frekvencia
· rozlišovať okamžitú a maximálnu hodnotu striedavého napätia a prúdu, ich označovanie
· napísať vzťah pre výpočet okamžitej hodnoty harmonického striedavého prúdu
· popísať veličinu uhlová frekvencia a uviesť, v akých jednotkách ju udávame
· napísať vzťah pre výpočet uhlovej frekvencie
· definovať začiatočnú fázu harmonickej veličiny
· definovať fázový posun a fázový posuv
· napísať vzťah medzi frekvenciou a časom periódy
4. Stredná hodnota prúdu a napätia
· definovať strednú hodnotu harmonickej veličiny a vysvetliť jej význam
· napísať vzťah medzi strednou a maximálnou hodnotou
5. Efektívna hodnota prúdu a napätia
· definovať efektívnu hodnotu harmonickej veličiny a vysvetliť jej význam
· napísať vzťah medzi efektívnou a maximálnou hodnotou
· riešiť príklady na výpočet okamžitej, maximálnej, strednej a efektívnej hodnoty
harmonických veličín
OBVODY STRIEDAVÉHO PRÚDU
1. R v obvode striedavého prúdu
· popísať činný odpor v obvode striedavého prúdu, porovnať fázu napätia a prúdu
· nakresliť časový diagram napätia a prúdu a fázorový diagram
· napísať Ohmov zákon pre okamžité aj pre efektívne hodnoty napätia a prúdu
2. L v obvode striedavého prúdu
· popísať indukčnosť v obvode striedavého prúdu
Stredná priemyselná škola Poprad
· nakresliť časový diagram napätia a prúdu a fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet okamžitých hodnôt striedavého prúdu a Ohmov zákon pre
ideálnu indukčnosť
· definovať indukčnú reaktanciu a indukčnú susceptanciu a ich jednotky
3. C v obvode striedavého napätia
· popísať kondenzátor v obvode striedavého prúdu
· nakresliť časový diagram napätia a prúdu a fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet okamžitých hodnôt striedavého prúdu a Ohmov zákon pre
ideálny kondenzátor
· definovať kapacitnú reaktanciu a kapacitnú susceptanciu a ich jednotky
4. Zložený R-L obvod
· nakresliť a popísať sériové zapojenie ideálneho rezistora a ideálnej cievky
· nakresliť fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet impedancie zapojenia
· vyjadriť tg φ, cos φ a sin φ
5. Zložený R-C obvod
· nakresliť a popísať sériové zapojenie ideálneho rezistora a ideálneho kondenzátora
· nakresliť fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet impedancie zapojenia
· vyjadriť tg φ, cos φ a sin φ
6. Zložený R-L-C obvod
· nakresliť a popísať sériové zapojenie ideálneho rezistora, ideálnej cievky a ideálneho
kondenzátora
· nakresliť fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet impedancie zapojenia
· vyjadriť tg φ, cos φ a sin φ
7. L//C obvod, R//L//C obvod
· nakresliť a popísať paralelné zapojenia L//C, R//L, R//C, R//L//C
· nakresliť príslušný fázorový diagram
· napísať vzťah pre výpočet impedancie zapojenia
· vyjadriť tg φ, cos φ a sin φ
8. (R-L)//C obvod
· definovať duálové ekvivalentné obvody
· využiť duálové obvody pri riešení (R-L)//C obvodu
· riešiť príklady na rôzne zapojenia obvodov striedavého prúdu
9. Výkon striedavého prúdu – činný, jalový
· definovať činný výkon striedavého prúdu
· napísať vzťah pre výpočet činného výkonu, uviesť jednotky
· definovať jalový výkon striedavého prúdu
· napísať vzťah pre výpočet jalového výkonu, uviesť jednotky
10. Výkon striedavého prúdu zdanlivý, účinník
· definovať zdanlivý výkon striedavého prúdu
· napísať vzťah pre výpočet zdanlivého výkonu, uviesť jednotky
Stredná priemyselná škola Poprad
· nakresliť trojuholník výkonov
· definovať účinník
· riešiť príklady súvisiace s výkonom striedavého prúdu
11. Sériový rezonančný obvod R-L-C
· nakresliť a popísať sériový rezonančný obvod R-L-C
· nakresliť fázorový diagram sériového rezonančného obvodu R-L-C
· stanoviť podmienku rezonancie
· popísať stav rezonancie
· odvodiť vzťah pre výpočet rezonančnej frekvencie
· nakresliť rezonančnú krivku sériového rezonančného obvodu R-L-C
· riešiť príklady na sériové rezonančné obvody
12. Paralelný rezonančný obvod L//C, (R-L)//C rezonančný obvod
· nakresliť a popísať paralelný rezonančný obvod
· nakresliť fázorový diagram
· stanoviť podmienku rezonancie
· popísať stav rezonancie
· odvodiť vzťah pre výpočet rezonančnej frekvencie
· nakresliť rezonančnú krivku paralelného rezonančného obvodu
· riešiť príklady na paralelné rezonančné obvody
13. Kompenzácia účinníka
· vysvetliť potrebu kompenzácie účinníka
· vypočítať veľkosť kapacity kompenzačného kondenzátora
14. Vyjadrenie fázorov komplexnými číslami
· znázorniť elektrické veličiny v Gaussovej rovine komplexných čísel
· poznať rôzne tvary komplexných čísel
· ovládať základné operácie s komplexnými číslami
15. Komplexný výraz impedancie a admitancie
· rozlišovať charakter impedancie podľa znamienka imaginárneho člena impedancie
a admitancie
16. Spôsob riešenia striedavých obvodov symbolicko-komplexnou metódou
· vypočítať výslednú impedanciu pri sériovom aj paralelnom zapojení viacerých impedancií
· aplikovať operácie s komplexnými číslami na striedavé obvody
17. Paralelné obvody s indukčnosťami, paralelné obvody s kapacitami, zapojenia L//C,
sériovo-paralelné zapojenia s R,L,C, zapojenia impedancií do trojuholníka, zapojenie
impedancií do článkov P a T, striedavé obvody so vzájomnou indukčnosťou
· riešiť rôzne zapojené obvody s využitím komplexných čísiel
18. Frekvenčné charakteristiky jednobranov, frekvenčné charakteristiky dvojbranov
· vypočítať a znázorniť frekvenčné charakteristiky
PRECHODNÉ JAVY
1. Vznik prechodných javov
· definovať prechodný jav
· určiť, ktoré prvky v obvode spôsobujú prechodné javy
Stredná priemyselná škola Poprad
· vysvetliť, čo je to časová konštanta obvodu
2. Prechodný jav v obvode R-L
· nakresliť daný obvod
· nakresliť časové priebehy napätí a prúdu pri pripojení obvodu na zdroj a pri odpojení
obvodu
· napísať vzorce pre okamžité hodnoty napätí uR, uL a prúdu pri zapnutí obvodu a pri jeho
vypnutí
· určiť časovú konštantu obvodu výpočtom aj graficky
3. Prechodný jav v obvode R-C
· nakresliť daný obvod
· nakresliť časové priebehy napätí a prúdu pri pripojení obvodu na zdroj a pri odpojení
obvodu
· napísať vzorce pre okamžité hodnoty napätí uR, uC a prúdu pri zapnutí obvodu a pri jeho
vypnutí
· určiť časovú konštantu obvodu výpočtom aj graficky
4. Prechodný jav v obvode R-L-C
· uviesť príklady prechodných javov v elektrických obvodoch v technickej praxi
TROJFÁZOVÁ SÚSTAVA
1. Vznik viacfázových a výhody 3-fázových sústav
· vysvetliť vznik viacfázových sústav
· vymenovať výhody viacfázových sústav
2. Trojfázová súmerná sústava , vyhotovenie 3-f generátora
· popísať vznik trojfázovej súmernej sústavy
· označovať fázové vinutia a vodiče
· vyjadriť okamžité hodnoty napätí jednotlivých fáz
3. Zapojenie 3-fázovej sústavy do hviezdy
· nakresliť zapojenie vinutí trojfázového generátora do hviezdy
· vyznačiť v ňom fázové aj združené napätia a prúdy
· nakresliť fázorový diagram napätí
· napísať vzťah medzi fázovým a združeným napätím
· znázorniť a vysvetliť zapojenie spotrebičov na 3-fázovú sieť
4. Zapojenie 3-fázovej sústavy do trojuholníka
· nakresliť zapojenie vinutí trojfázového generátora do trojuholníka
· vyznačiť v ňom fázové aj združené prúdy a napätia
· nakresliť fázorový diagram prúdov
· napísať vzťah medzi fázovým a združeným prúdom
· riešiť príklady na výpočet fázových a združených prúdov a napätí pri zapojení 3-fázového
generátora do trojuholníka a do hviezdy
5. Jednotlivé druhy trojfázových zaťažení
· vysvetliť pojem zaťaženie
· nakresliť a charakterizovať jednotlivé druhy trojfázových zaťažení
Stredná priemyselná škola Poprad
6. Riešenie obvodov 3f prúdu so zaťažením zapojeným do hviezdy
· nakresliť zaťaženie zapojené do hviezdy
· v nákrese označiť napätia a prúdy v jednotlivých fázach spotrebiča a v nulovom vodiči
· porovnať súmerné a nesúmerné zaťaženie
· vypočítať impedancie v jednotlivých fázach spotrebiča
· vypočítať admitancie v jednotlivých fázach spotrebiča a v nulovom vodiči
· vypočítať veľkosť napätia v nulovom vodiči
· vypočítať, aký prúd tečie nulovým vodičom
7. Riešenie obvodov 3f prúdu so zaťažením zapojeným do trojuholníka
· nakresliť dané zapojenie spotrebiča
· v nákrese označiť fázové a sieťové prúdy
· vypočítať impedancie v jednotlivých fázach spotrebiča
· vypočítať fázové prúdy na jednotlivých impedanciách
· podľa I. KZ napísať vzorce pre určenie združených (sieťových) prúdov
· určiť veľkosti združených prúdov pomocou topografického diagramu
8. Výkon a práca v 3f prúdovej sústave
· vymenovať a charakterizovať druhy výkonov v trojfázovej súmernej sústave, uviesť
jednotky
· napísať vzťahy pre výpočet jednotlivých druhov výkonov z fázových napätí a prúdov
· napísať vzťahy pre výpočet jednotlivých druhov výkonov zo združených napätí a prúdov
· napísať vzťahy pre výpočet činnej práce, jalovej a zdanlivej energie trojfázového
harmonického prúdu, uviesť jednotky
· riešiť príklady na výpočet výkonu, práce, účinníka
9. Otáčavé magnetické pole
· popísať vznik otáčavého magnetického poľa
· charakterizovať vlastnosti otáčavého magnetického poľa
· popísať využitie otáčavého poľa v strojoch a prístrojoch
VÝKONOVÉ ŠTANDARDY VPREDMETE ELEKTROTECHNIKA
odbor mechatronika – 2.ročník
Žiak vie:
ELEKTRONIKA- ZÁKLADNÉ POJMY
· Definovať pojmy obvodová súčiastka, veličina
· Vymenovať rozdelenie obvodových súčiastok podľa rôznych hľadísk
· Charakterizovať jednotlivé kategórie obvodových súčiastok
· Vysvetliť pravidla vyznačovania obvodových veličín v obvode
· Na volt- ampérovej charakteristike vysvetliť pojem lineárna a nelineárna súčiastka
· Vymenovať základné lineárne a nelineárne súčiastky
· Definovať rozdiel medzi aktívnym a pasívnym prvkom, ich správanie sa v obvode
· Vysvetliť pravidla pre určenie, či sa jedná o zdroj alebo spotrebič
· Vysvetliť polovodičový a usmerňovací jav v polovodičoch
· Opísať polovodičovú diódu, princíp činnosti polovodičovej diódy
· Zobraziť voltampérovú charakteristiku polovodičovej diódy a vyznačiť charakteristické
veličiny diódy
· Poznať rozdelenie diód podľa materiálu, konštrukcie a použitia
· Opísať štruktúru tyristora
· Vysvetliť princíp činnosti tyristora v závernom smere, blokovacom stave, priepustnom
smere s využitím voltampérovej charakteristyky
· Zobraziť voltampérovú charakteristyku tyristora a vyznačiť charakteristické veličiny
VÝROBA A ROZVOD ELEKTRICKEJ ENERGIE
· Definovať základné pojmy energetická sústava, elektrizačná sústava, výrobne
elektrickej energie, elektrické siete
· Vymenovať existujúce výrobne elektrickej energie
· Vymenovať základné funkčné bloky jednotlivých výrobní a ich funkčné prepojenie
· Vysvetliť princíp činnosti základných typov elektrárni ( jadrové, vodné, tepelné)
· Definovať elektrické stanice a ich rozdelenie podľa účelu
· Popísať transformovne, meniarne, kompenzovne, spínacie stanice, ich rozdelenie
a použitie
· Poznať označovanie rozvodných sietí nízkeho napätia
· Vysvetliť základné zapojenia rozvodných sieti a ich použitie
ELEKTRICKÉ TEPLO A ELEKTRICKÉ SVETLO
· Vymenovať základné zdroje svetla, princíp činnosti a použitie
· Vymenovať základné typy ohrevu podľa spôsobu premeny elektrickej energie na teplo
· Vysvetliť princíp činnosti jednotlivých typov ohrevu a ich využitie
ELEKTRICKÉ STROJE TOČIVÉ
· Vysvetlite princíp vzniku točivého magnetického poľa
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad
· Vymenovať rozdelenie točivých elektrických strojov podľa druhu premeny energie
a podľa princípu činnosti
· Ovládať základnú konštrukciu točivých elektrických strojov
· Vedieť princíp činnosti točivých elektrických strojov a ich použitie
· Poznať spôsoby regulácie otáčok a spôsoby spúšťania indukčných strojov
· Vysvetliť princíp činnosti krokového motora a jeho použitie
ELEKTRICKÉ POHONY
· Definovať základné pojmy pohonu, mechaniku pohonu
· Vysvetliť spôsoby riadenia otáčok a spúšťanie pohonov s jednosmernými motormi,
použitie jednosmerných pohonov
· Vysvetliť spôsob riadenia otáčok a spúšťanie pohonov so striedavými motormi
· Vysvetliť základné princípy riadenia pohonov
· Vysvetliť úlohu polovodičov v riadení pohonov
ELEKTRICKÝ VODIVÉ MATERIÁLY
· Vymenovať charakteristické vlastnosti elektrický vodivých materiálov a ich rozdelenie
do kategórií
· Charakterizovať meď z hľadiska elektrotechnických vlastnosti a použitia pre
elektrotechnický priemysel
· Poznať kladné a záporné vlastnosti medi z hľadiska použitia v elektrotechnickom
priemysle
· Vymenovať zliatina medi, rozdelenie a ich základné komponenty
· Uviesť príklady použitia medi a jej zliatin v elektrotechnickom priemysle
· Charakterizovať striebro, zlato, hliník z hľadiska ich elektrotechnických vlastností
a použitia v elektrotechnickom priemysle
· Vymenovať a charakterizovať základné zliatiny zlata, striebra, hliníka
· Uviesť príklady použitia zlata, striebra, hliníka a ich zliatin v elektrotechnickom
priemysle
· Vedieť podstatu vzniku supravodivého materiálu, jeho vlastnosti, význam a použitie
v elektrotechnickom priemysle
· Vedieť charakterizovať odporový materiál
· Vymenovať rozdelenie odporových materiálov z hľadiska použitia v elektrotechnickom
priemysle
· Poznať základné odporové materiály, zliatiny materiálov používaných
v elektrotechnickom priemysle
· Vymenovať základné komponenty pre výrobu elektrotechnického uhlíka, základné
technologické procesy výroby a vlastnosti uhlíka
· Na príkladoch uviesť použitie uhlíka v elektrotechnickom priemysle
· Charakterizovať elektrický kontakt ako taky a vplyvy pôsobiace na kontakt v obvode
· Vedieť vymenovať základné materiály a zliatiny používané na kontakty
· Uviesť príklady použitia materiálov na jednotlivé typy kontaktov z hľadiska ich
namáhania a prúdového zaťaženia
· Pochopiť rozdiel medzi spájkovaním a zváraním
· Poznať základné požiadavky na spájkovací materiál
· Vedieť rozdelenie spájok podľa teploty tavenia spájky, materiály používané na výrobu
spájok a taviv
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad
· Charakterizovať materiály na špeciálne účely z hľadiska vlastností pre elektrotechnický
priemysel
· Vymenovať základné materiály pre špeciálne účely a ich použitie v elektrotechnickom
priemysle
POLOVODIČOVÉ MATERIÁLY
· Vedieť fyzikálnu podstatu vlastnej a nevlastnej vodivosti polovodičov
· Vysvetliť usmerňovací a tranzistorový jav
· Poznať technologický proces výroby polovodičového monokryštálu( ingotu)
· Vysvetliť technologické procesy čistenia polovodičov
· Vedieť technologický proces výroby polovodičových plátkov z monokryštálu polovodiča
· Technologický postup výroby polododičovej hrotovej a plošnej diódy
· Vedieť jednotlivé základné technologické procesy výroby priechodu P-N
· Technologický postup výroby bipolárnych tranzistorov, integrovaných obvodov,
fotoprvkov
· Poznať základné druhy konštrukčných súčiasok a spôsoby ich výroby
MAGNETICKÉ MATERIÁLY
· Vysvetliť fyzikálnu podstatu magnetizmu
· Vymenovať a objasniť základné vlastnosti magnetických materiálov
· Vedieť rozdelenie magnetických materiálov z hľadiska použitia v elektrotechnickom
priemysle a z hľadiska správania sa v magnetickom poli
· Charakterizovať magnetický mäkké a magneticky tvrdé materiály
· Vymenovať základné magneticky mäkké a magneticky tvrdé materiály
· Na príkladoch uviesť použitie magnetických materiálov v elektrotechnickom priemysle
· Charakterizovať obvody z práškov a ferity
· Uviesť použitie magnetických obvodov z práškov a feritov v elektrotechnickom
priemysle
· Popísať špeciálne magnetické materiály a ich použitie
DIELEKTRICKÉ A IZOLAČNÉ MATERIÁLY
· Vedieť definovať pojmy dielektrikum, izolant, polarizácia
· Vysvetliť základné typy polarizácie
· Vedieť definovať základné vlastnosti dielektrík a izolantov
· Charakterizovať základné anorganické izolanty z hľadiska použitia
v elektrotechnickom priemysle
· Vymenovať základné vlastnosti sľudy, keramiky, skla, ktoré majú význam pre
elektrotechnický priemysel
· Na príklade uviesť materiály zo sľudy, keramiky, skla a ich použitie
v elektrotechnickom priemysle
· Charakterizovať základné organické izolanty z hľadiska použitia v elektrotechnickom
priemysle
· Vymenovať základné vlastnosti papiera a textilu z hľadiska využitia
v elektrotechnickom priemysle
· Uviesť materiály z papiera, textilu a ich použitie v elektrotechnickom priemysle
· Vymenovať a charakterizovať základné plynné a tekuté izolanty používané
v elektrotechnickom priemysle
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad
TECHNICKÝ ROZVOJ A TECHNICKÁ ADMINISTRATÍVA
· Vedieť definovať základné pojmy ako spoľahlivosť, životnosť, patent, vynález
· Uviesť príklady na jednotlivé pojmy
· Zhodnotiť správnosť návrhu
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com