Electronics and Electrotechnics - OPBI3I022A

• Title: Elektronika a elektrotechnika
• Guaranteed by: Katedra informačních technologií a technické výchovy (41-KITTV)
• Faculty: Faculty of Education
• Actual: from 2022
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:1/1, MC [HT]
• Extent per academic year: 0 [hours]
• Capacity: 11 / unknown (unknown)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Note: course can be enrolled in outside the study plan; enabled for web enrollment; priority enrollment if the course is part of the study plan
• Guarantor: Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Teacher(s): Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Pre-requisite : OPBI3I012A
• Is pre-requisite for: OPBI3I033A, OPBI3I045A
• Is interchangeable with: OKBI3I022A

Annotation

English

The subject Electronics and Electrical Engineering mainly covers digital technology in the field of electrical engineering, in connection with the interface of analog elements of real devices and includes the propaedeutics of the behavior of electrical circuits. It follows the Introduction to Computer Architecture, Informatics and Physics with generalization of principles and examples of solutions and is one of the starting points of the subjects Input-Output Communication, Digital Sound and Automation and Cybernetics. The aim of the course Electronics and Electrical Engineering is to achieve students' ability for further teaching of electrical engineering, to understand the principles and basic circuits and solutions of digital technology in relation to analog elements with respect to the possibilities of application in the field. education and ICT. Individual topics of the course include: Basic circuit quantities, concepts and laws of electrical circuits; Analog and digital signals, time courses of circuit quantities; Basic properties and use of selected semiconductor components, links to digital technology; Digital technology - Boolean algebra, implementation of logic functions, elementary gates and structures; Types of digital circuits, combinational and sequential logic elements and circuits, applications; Simulation of electrical circuits, gates and digital circuits, software and applets; Examples of applied solutions in digital electrical engineering, electrical kits, remote laboratories.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Czech

Předmět Elektronika a elektrotechnika pokrývá z oblasti elektřiny prioritně číslicovou techniku, v souvislosti s rozhraním reálných zařízení prvky analogové a zahrnuje propedeutiku chování elektrických obvodů. Navazuje na Úvod do architektury počítačů, Informatiku a Fyziku se zobecněním principů a ukázkami příkladů řešení a je jedním z východisek předmětů Vstupně výstupní komunikace, Digitální zvuk a Automatizace a kybernetika. Cílem předmětu Elektronika a elektrotechnika je docílit způsobilost studentů pro další výuku elektrotechnicky zaměřeného učiva, porozumět principům a základním obvodům a řešením číslicové techniky s návazností na analogové prvky s ohledem na možnosti aplikace v edukační sféře a oboru IKT. Do jednotlivých témat předmětu patří: Základní obvodové veličiny, pojmy a zákony elektrických obvodů; Signály analogové a číslicové, časové průběhy obvodových veličin; Základní vlastnosti a použití vybraných polovodičových prvků, vazby na číslicovou techniku; Číslicová technika – Booleova algebra, realizace logických funkcí, elementární hradla a struktury; Typy číslicových obvodů, kombinační a sekvenční logické prvky a obvody, aplikace; Simulace elektrických obvodů, hradel a číslicových obvodů, SW a applety; Příklady řešení aplikované číslicové elektrotechniky, elektrotechnické stavebnice, vzdálené laboratoře.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Descriptors

Příprava na výuku

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu přednášky – 30 minut

Doba očekávané přípravy na 1 cvičení – 45 minut

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu praxe – 0 minut

Samostudium literatury (za semestr) – 10 hodin

Práce se studijními materiály (za semestr) – 20 hodin

Plnění průběžných úkolů (za semestr) – 20 hodin

Plnění předmětu

Seminární práce – 10 hodin

Příprava na zápočet – 16 hodin

Příprava na zkoušku a zkouška – 0 hodin

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Course completion requirements

Zápočet se uděluje za zpracování a odevzdání cvičení zadávaných v průběhu výuky a za odevzdání zápočtové práce (specifika jsou sdělena v úvodu výuky předmětu), vše na vyhovující úrovni zpracování. Klasifikace pak odpovídá celkové úrovni zpracování.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Literature

ANTOŠOVÁ M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Učebnice. České Budějovice: KOPP, 2018.

BRTNÍK, B. Teoretická elektrotechnika. Praha: BEN - technická literatura, 2017.

DOLEČEK, J. Moderní učebnice elektroniky komplet. Praha: BEN, 2009.

HAVLÍČEK, V., POKORNÝ, M., ZEMÁNEK, I. Elektrické obvody 1. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2014.

KANTNEROVÁ, I. Sbírka příkladů z číslicové techniky. Praha: Idea servis, 2010.

MATOUŠEK, D. Číslicová technika. Praha: BEN, 2010.

VOBECKÝ, J., ZÁHLAVA, V. Elektronika: součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada Publishing, 2005.

VOBECKÝ, J., ZÁHLAVA, V. Elektronika: součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada Publishing, 2005.

BRTNÍK, B., MATOUŠEK, D. Elektronické prvky. Praha: BEN, 2011.

KANTNEROVÁ, I. Sbírka příkladů z číslicové techniky. Praha: Idea servis, 2010.

Materiály a soubory předávané v průběhu semestru.

Odkaz na studijní opory: URL kurzu moodle a klíč k zápisu do kurzu jsou studentům sděleny na počátku výuky.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Syllabus

Předmět obsahuje následující tematické okruhy:

• Elektrické pole, jeho vlastnosti, veličiny, vazby na součástky a obvody, vybraé základní pojmy teorie obvodů, elektrická zařízení a jejich modely.
• Základní obvodové veličiny, jejich vztahy a zákony, elementární analýza lineárních obvodů, obecné metody analýzy.
• Základní pasivní a aktivní prvky obvodů.
• Časové průběhy obvodových veličin, přechodový děj, ustálený a harmonický ustálený stav v obvodech.
• Základní vlastnosti a použití vybraných polovodičových prvků, vazby na číslicovou techniku.
• Číslicová technika – Booleova algebra, realizace logických funkcí, elementární hradla a struktury, typy číslicových obvodů, příklady aplikací.
• Kombinační logické obvody - charakteristika, příklady struktury a aplikací.
• Klopné obovody - základní druhy, charakteristika, užití.
• Sekvenční logické obvody - charakteristika, příklady struktury a aplikací.
• Simulace elektrických obvodů, práce se SW a applety.
• plikovaná elektrotechnika - funkce a příklady vybraných pasivních a aktivních elektronických obvodů, modulů a zařízení, senzory a čidla, elektrické akční členy, jednočipové mikropočítače, zdroje napětí a proudu, elektrotechnické stavebnice, vzdálené laboratoře

Témata vycházejí záměru vybavit studenty příslušnými vědomostmi a kompetencemi z oblasti elektřiny a číslicové techniky, principů řešení elektrických obvodů a jejich aplikace na konkrétní obvody včetně numerického řešení.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Learning resources

Odkaz na studijní opory: URL kurzu moodle a klíč k zápisu do kurzu jsou studentům sděleny na počátku výuky.

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (04.02.2025)

Learning outcomes

Student:

• vysvětlí základní principy, pojmy a vztahy elektřiny a elektických/elektronických součástek (náboj, elektrostatické pole, potenciál, napětí, proud, odpor a impedance, rezistor, kapacitor, elektrický obvod, zdroje, reálný a ideální prvek, Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony, stejnosměrný a střídavý proud a jejich průběhy, vlastní a nevlastní polovodič, vícevrstvé technologie a vybrané součástky), dokáže je aplikovat a řešit související příklady
• popíše rozdíly mezi analogovým a číslicovým pojetím elektřiny, uvede souvislosti, vysvětlí na příkladech
• vysvětlí pojem Booleova algebra a její části
• uvede možnosti znázornění průběhů číslicového signálu
• rozliší a popíše strukturu a chování kombinačních a sekvenčních logických obvodů v rozsahu témat předmětu 
• vysvětlí chování a užití číslicových hradel a vybraných typů číslicových obvodů
• popíše základní elektrické vlastnosti číslicových součástek daných technologií
• tvoří nebo analyzuje číslicové obvody
• ukáže možnosti využití číslicových prvků a obvodů v edukaci
• užívá simulační programy

Last update: Novák Jaroslav, Ing., Ph.D. (05.02.2025)