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. szeptember 8.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    első ciklus

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEA201   4/0/1/f 6  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Veszprémi Károly, Villamos Energetika Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.vet.bme.hu/okt/alap/vg/elektro/index.htm
    4. A tantárgy előadója
    NévBeosztásTanszék, Intézet
    Dr. Vajda IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Berta IstvánEgyetemi tanárVillamos 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, a hálózatanalízis módszerei.
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (TárgyEredmény( "BMEVIHVA109" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY TárgyEredmény( "BMEVIHVAA00" , "jegy" , _ ) >= 2)

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEAB00", "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY TárgyEredmény("BMEVIVEAB00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    ÉS Training.Code=("5N-A7")

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    A tárgy épít a Fizika 1, az Anyagtudomány és a Jelek és rendszerek 1 tárgy előtanulmányaira, továbbá hivatkozik a Fizika 2 és a Jelek és rendszerek 2 tárgyra.
    7. A tantárgy célkitűzése

    Az elektrotechnika témakörével kapcsolatos azon alapismeretek oktatása, amely minden villamosmérnöknek szükséges. Megalapozza a Villamos Energetika tárgyat és egyben elméleti és gyakorlati megalapozás azok részére, akik a Villamos energetika szakirányon folytatják a tanulmányaikat.

     

    Az elektrotechnika alapjainak bemutatása. Az elektrotechnikai gyakorlatban alkalmazott számítási módszerek ismertetése. A bemutatott módszerek alkalmazása gyakorlati példák megoldásával. Az egy- és háromfázisú transzformátorok működése, szimmetrikus állandósult állapotának vizsgálatára alkalmas alapvető módszerek ismertetése. Az alapvető elektromechanikai átalakítók mágneses terének ismertetésére alapozva ezek működési elveinek ismertetése; a teljesítményelektronika és a villamos hajtástechnika alapjainak bemutatása, fokozatosan felépítve. A villamos áramkörök, gépek, teljesítményelektronikai egységek működését szimuláló programok bemutatása alkalmazási példákkal. Az elektrotechnika környezetvédelmi vonatkozásai, az elektromágneses összeférhetőség alapjai. A villamos biztonságtechnika és az érintésvédelem tárgyalása. A villamos energia alapvető tárolási módszereinek és eszközeinek ismertetése. Az elektrotechnika korszerű és a jövőben várható lényeges alkalmazásainak áttekintése és ismertetése.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A) Az előadások tematikájaAz elektrotechnika alapjai (2 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 (2 előadás)

    Mágneses terek számítási módszerei: mágneses körökön alapuló számítások, mágneses és villamos áramkörök analógiája. A szimmetrikus összetevők módszerének alapjai. A háromfázisú vektorok módszere. A háromfázisú vektorok fizikai bevezetése, az alkalmazás feltétele. Példamegoldás.

    A transzformátorok működése (3 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. A transzformátor terhelési fazorábrája. Háromfázisú transzformátorok felépítése, a tekercsek kapcsolása, óraszám, párhuzamos kapcsolás. Példamegoldás.

    Az elektromechanikai átalakítók mágneses tere (2 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 (5 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 relőadásktancia. 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).

    Teljesítményelektronikai és villamos hajtástechnikai alapok (3 előadás)

    Teljesítményelektronikai alapok: egy- és háromfázisú konverteres és inverteres kapcsolások analízise. Villamos hajtások alapjai; indítás, fékezés, fordulatszám változtatás.

    Számítógéppel segített szimuláció az elektrotechnikában (2 előadás)

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

    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 (2 előadás)

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

    A villamos energia tárolásának lehetőségei (1 előadás)

    Kémiai, villamos, mágneses és mechanikai energiatárolási lehetőségek, alkalmazási példák. Tüzelőanyag-cellák működési elve, fajtái, tulajdonságai; tüzelőanyag-cellás rendszerek felépítése és alkalmazási területei.

    Elektrotechnikai alkalmazások és fejlődési trendek (2 előadás)

    A fenntartható fejlődés követelményei. Az alternatív energiák elektrotechnikai alkalmazásai. Alternatív energiaforrású villamos járművek. Új anyagok és technológiák elektrotechnikai alkalmazása. Környezetkímélő és energiatakarékos elektrotechnológiák. A szupravezetők elektrotechnikai alkalmazásai.  

    B) A laboratóriumi gyakorlatok  tematikája 

    ·        Nagyfeszültségű kisülések és átütési szilárdság vizsgálata
    ·        Érintésvédelem
    ·        Mágneses jelenségek, a transzformátor működése
    ·        Villamos forgógépek működési elvei
    ·        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 öt gyakorlat.
    10. Követelmények

    a)         A szorgalmi időszakban:      

    Jelenlét az előadásokon a TVSZ szerint.      
    Három zárthelyi sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.
          
    Öt mérési feladat sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.
     

    b)         A vizsgaidőszakban:            ------------

    c)       A  félév  lezárásának módja: félévközi jegy.          

    A félévközi jegyet a zárthelyi dolgozatok (kétszeres súllyal) és a laboratóriumi gyakorlatok (egyszeres súllyal) osztályzatainak súlyozott átlagából számítjuk.

    A végjegy számítása:

    1. A sikeres (mindhárom legalább 40%-kal) ZH-kból elért pontszámok összegződnek, ebből százalékot képzünk.

    2. Az öt sikeres mérés (mind az öt legalább 2-es) eredményeiből átlagot számítunk egy tizedes jegyre kerekítve, majd ebből is százalékot képzünk.

    3. A zh-k százalékát 2/3-os, a mérések százalékát 1/3-os súllyal vesszük figyelembe a végjegy kialakításánál, az alábbi táblázat szerint:

    %osztályzat
    0-39,991
    40-54,992
    55-69,993
    70-84,994
    85-1005

    A TVSZ szerint  lehetőséget biztosítunk egy ZH pótlására.

    11. Pótlási lehetőségek A zárthelyi dolgozatok 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 óra70
    Félévközi készülés órákra30
    Felkészülés zárthelyire+ZH40
    Felkészülés laboratóriumi gyakorlatra25
    Konzultáció15
    Vizsgafelkészülés0
    Összesen180
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    NévBeosztásTanszék,  Intézet
    Dr. Vajda IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Berta IstvánEgyetemi tanárVillamos Energetika Tanszék
    Dr. Farkas LászlóEgyetemi adjunktusVillamos Energetika Tanszék