Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Elektrotechnika

    A tantárgy angol neve: Electrotechnics

    Adatlap utolsó módosítása: 2010. április 6.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Műszaki Szakoktató Szak

    mesterképzés 

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEA099 5 2/0/2/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kiss István, Villamos Energetika Tanszék
    4. A tantárgy előadója
    NévBeosztásTanszék, Intézet
    Dr. Vajda IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Kiss IstvánEgyetemi docensVillamos Energetika Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Az elektromágneses tér jelenségei, fogalmai és törvényei, az elektrotechnikában alkalmazott vezető-, szigetelő- és mágneses anyagok tulajdonságai, a hálózatelmélet alapjai
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    Tematikaütközés miatt a tantárgy nem vehető fel a VIVEA201 Elektrotechnika c. villamosmérnöki alapszak tantárggyal együtt.
    7. A tantárgy célkitűzése

    Az elektrotechnika témakörével kapcsolatos azon alapismeretek oktatása, amely minden szakoktatónak szükséges:

    A villamosenergia-szolgáltatás folyamata az erőműtől a fogyasztóig. A villamos energia előállítása, energiaforrások. A villamos energia szállításának eszközei, szimmetrikus háromfázisú energiaátvitel. A villamosenergia-elosztás, fogyasztói rendszerek. A szimmetrikus háromfázisú hálózatok számításának gyakorlati módszerei.

    Az elektrotechnikában alkalmazott vezető- és mágneses anyagok tulajdonságai. Mágneses körök számítása. Az egy- és háromfázisú transzformátorok működésének alapjai.

    Haladó- és forgó mágneses mező létrehozásának elvei és módszerei. A forgógépek nyomatékképzése. A villamosenergia-átalakítók típusai, felépítésük és működésük alapjai. A villamos hajtások alapjai. A megújuló energiaforrások villamos átalakítói.

    Az elektromágneses eszközök korszerű modellezése és tervezési elvei. Élettani hatások. Az elektrotechnika távlatai.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A) Az előadások tematikája

    Az elektrotechnika alapjai (1 előadás)

    Történeti áttekintés. A villamosság, mint jel- és energiahordozó (frekvenciatartományok, feszültség- és teljesítményszintek). Áramnemek, többfázisú rendszerek. A többfázisú rendszerek előnyei, a háromfázisú rendszerek tárgyalása.

    Gyakorlati áramkör-számítási technikák és konvenciók (2 előadás)

    A hatásos, meddő és látszólagos teljesítmények értelmezése és számítása egy- és háromfázisú rendszerekben. Számítások pillanatértékekkel és fazorokkal. A pozitív vonatkozási irányok, és a teljesítmény-előjelek értelmezése. Csillag-háromszög átalakítás. A névleges értékek fogalma. Viszonylagos egységek. Példamegoldás.

    Villamosenergia-átalakítók gyakorlati számítási módszerei (1 előadás)

    Mágneses terek számítási módszerei: mágneses körökön alapuló számítások, mágneses és villamos áramkörök analógiája. A szimmetrikus összetevők módszerének alapjai. Példamegoldás.

    A transzformátorok működése (2 előadás)

    A ferromágneses anyagok tulajdonságai. A hiszterézis- és az örvényáramú vasveszteség. Az energiaátviteli transzformátorok működése, az indukált feszültség számítása. A gerjesztések egyensúlyának törvénye. A gerjesztés– és a teljesítmény–invariancia elve és alkalmazása. A transzformátor helyettesítő kapcsolása, a paraméterek redukálása. Fazorábra. Üresjárási, terhelési és rövidzárási állapot. A drop fogalma. Háromfázisú transzformátorok felépítése, a tekercsek kapcsolása, óraszám, párhuzamos kapcsolás. Példamegoldás.

    Az elektromechanikai átalakítók mágneses tere (1 előadás)

    Villamos gépek mágneses mezői: állandó, lüktető és forgó mezők. Forgó mező létrehozása többfázisú tekercsrendszerrel. Nyomatékképzés elektromechanikai átalakítókban. A frekvencia–feltétel. Szinuszos mezőeloszlás létrehozása.

    Az alapvető elektromechanikai átalakítók működési elvei (3 előadás)

    A háromfázisú szinkron gép felépítése és működési elve. Az állandósult nyomaték kialakulásának feltétele. A szinkron fordulatszám. Hengeres forgórészű szinkron gép helyettesítő kapcsolásának származtatása. A pólusfeszültség, az armatúrafeszültség és a szinkron reaktancia. Háromfázisú aszinkron gép felépítése, az állandósult nyomaték kialakulásának feltétele. Csúszógyűrűs és kalickás forgórész. A szlip fogalma. A működés elve, a helyettesítő kapcsolás származtatása. Az egyenáramú gép felépítése és működési elve. Az elektronikus kommutáció elve. Mozgásszabályozásokban használt villamos gépek (állandó mágneses forgógépek).

    Számítógéppel segített szimuláció az elektrotechnikában (1 előadás)

    Új villamosipari termékek tervezésének elvei és módszerei. Villamos áramkörök, gépek és teljesítményelektronikai egységek működését szimuláló programok alkalmazása gyakorlati elektrotechnikai problémák megoldására.

    Elektrotechnikai környezetvédelem (1 előadás)

    Az elektromágneses összeférhetőség (EMC) alapjai. Kis- és nagyfrekvenciás hatások, elektrosztatikus kisülés, elektromágneses impulzusok. Élettani hatások. A technikai és természetes környezet kölcsönhatásai.

    Villamos biztonságtechnika és érintésvédelem (1 előadás)

    Az érintésvédelem alapjai. Érintésvédelmi módszerek. A határértékek előírásrendszere. Érintésvédelmi rendszerek alapjainak bemutatása.

    Elektrotechnikai alkalmazások és fejlődési trendek (1 előadás)

    A fenntartható fejlődés követelményei. Az alternatív energiák elektrotechnikai alkalmazásai. Új anyagok és technológiák elektrotechnikai alkalmazása. A szupravezetők elektrotechnikai alkalmazásai.  A villamos energia tárolásának lehetőségei.

    B) A laboratóriumi gyakorlatok  tematikája 

    ·        Védőtávolságok nagyfeszültségű rendszerekben
    ·        Szigetelések vizsgálata
    ·
           
    Érintésvédelem
    ·        Mágeses jelenségek, a transzformátor működése
    ·        Villamos forgógépek működési elvei
    ·        
    Az aszinkron gép alapmérései
    ·        Nemkonvencionális energiaátalakítók

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, esettanulmányok, szimulációk, példamegoldások.Laboratóriumi gyakorlatok: az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő hét gyakorlat.
    10. Követelmények

    a)         A szorgalmi időszakban:      

    Egy zárthelyi sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése, és       
    Hét mérési feladat sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.
     

    b)         A vizsgaidőszakban: vizsga

    c)       A  félév  lezárásának módja: Írásbeli vizsga szóbeli kiegészítés lehetőségével

    Javítási lehetőség: a zárthelyi eredményének javítására a pótzárthelyi dolgozat megírásával van lehetőség a szorgalmi időszakban. Vizsga javítása a TVSZ szerint.

    11. Pótlási lehetőségek A zárthelyi dolgozat pótlása a TVSZ szerint, a szorgalmi időszakban egy mérés pótlását biztosítjuk. 
    12. Konzultációs lehetőségek Heti egy alkalommal, egyeztetés szerinti időpontban.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Vajda István (szerk.): Elektrotechnika. Egyetemi jegyzet. Előkészületben. Elektronikus változat interneten elérhető.

    Ajánlott angol nyelvű tankönyv: Theodore Wildi, Electrical Machines, Drives, and Power Systems, Fifth Edition, Prentice Hall: Upper Saddle River, New Jersey, Columbus, Ohio (USA), 886 pp (2002)

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása6
    Vizsgafelkészülés28
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    NévBeosztásTanszék,  Intézet
    Dr. Vajda IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Berta IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Kiss IstvánEgyetemi docensVillamos Energetika Tanszék