UFMZP01 Základní kurz aplikované fyziky

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2019
Rozsah
0/0. 0 kr. Ukončení: -.
Garance
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Zkouška z tohoto předmětu je součástí Státní závěrečné zkoušky bakalářského studia Monitorování životního prostředí.
Osnova
  • 1. Základy elektřiny a magnetismu. Elektrostatika, elektrický náboj, elektrický dipól, Coulombův zákon, superpozice, elektrické pole, Gaussův zákon a symetrie, energie a potenciál, kapacita, dielektrika, výpočet elektrických polí. Magnetické pole, Lorentzova síla, magnetický dipól, výpočet magnetických polí (Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon), magnetické materiály a jejich klasifikace. Elektromagnetická indukce, Faradayův zákon. Elektrický proud, Ohmův zákon, stejnosměrné a střídavé obvody.
    2. Základy optiky. Odraz a lom světla, planparalelní destička, odrazné hranoly, tenké čočky, vizuální optické soustavy (lupa, mikroskop, dalekohledy). Vlnový charakter světla, interference světla (štěrbinové experimenty, mřížka, vrstvy), polarizace. Princip laseru.
    3. Základy moderní fyziky. Čtyři základní interakce. Gravitace: Newtonův gravitační zákon, pohybové zákony. Elektromagnetismus a jeho role ve stavbě světa. Slabá a silná interakce: základní znalosti o radioaktivním rozpadu a stavbě atomového jádra.
    4. Fyzikální vlastnosti polovodičů. Polovodiče vlastní a nevlastní. Vedení proudu v polovodičích. Základní vlastnosti přechodu PN a jeho VA charakteristika. Průraz přechodu v závěrném směru. Polovodičové diody, jejich charakteristiky a použití, (usměrňovací, stabilizační, tunelové, kapacitní, vysokofrekvenční a spínací).
    5. Elektronické součástky I. Spínací polovodičové součástky, jejich charakteristiky a použití (dvoubázová dioda, diak, tyristor, triak). Unipolární tranzistor (principy funkce FET, CMOS) charakteristiky a použití. Chemické zdroje proudu v elektronice.
    6. Elektronické součástky II. Bipolární tranzistor - princip činnosti. Základní zapojení bipolárního tranzistoru (SB, SE, SC). Hybridní charakteristika bipolárního tranzistoru v zapojení SE. Nastavení a stabilizace pracovního bodu bipolárního tranzistoru.
    7. Optoelektronické součástky. Princip činnosti, jejich charakteristika a použití (fotoresistor, fotodioda, fototranzistor, fototyristor, fototriak, LED diody, optrony). Polovodičové zobrazovací prvky (LED, LCD).
    8. Základní elektronické obvody. Síťové napájecí zdroje (usměrňovače, filtrace, stabilizace napětí a proudu, elektronická pojistka). Tranzistorové zesilovače s jednoduchými vazebními obvody. Tranzistorové zesilovače ve třídě A, B, AB.
    9. Zpětná vazba v zesilovačích. Operační zesilovače (OZ). Základní vlastnosti ideálního a reálného OZ. Lineární a nelineární aplikace s OZ (součet a rozdíl, násobení a dělení, integrace a derivace). Logaritmické a exponenciální funkční měniče.
    10. Princip digitalizace analogových signálů. Základní pojmy (vzorkování, kvantizace, rekonstrukce), vzorkovací (Shannonův) teorém. Rozsah, rozlišovací schopnost a přesnost převodníků. Dynamické vlastnosti a chyby převodníků. Systémové pojetí měření, rozdělení neelektrických veličin a fyzikální principy snímačů - převodníků neelektrických veličin na elektrické (odporové, indukční, kapacitní, piezoelektrické, termoelektrické, fotoelektrické aj.). Aktivní a pasivní snímače. Popis měřicího řetězce.
    11. Snímače pro měření neelektrických veličin. Snímače pro měření geometrických veličin, časově závislých veličin, posunutí a deformace, tlaku, teploty, vlhkosti, průtoku a rychlosti proudění - principy a elementární elektronické obvody těchto snímačů. Snímače pro měření fyzikálních vlastností pevných látek, složení a koncentrace tekutin - principy a elementární elektronické obvody těchto snímačů.
    12. Vlastnosti měřicích systémů. Bloková struktura měřicího systému, distribuovaný a centralizovaný systém. Základní bloková struktura měřicích karet, význam IRQ a DMA u mě
Informace učitele
Uspokojivé zodpovězení otázek před komisí pro SZZk.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2007, léto 2008, zima 2008, léto 2009, zima 2009, léto 2010, zima 2010, léto 2011, zima 2011, léto 2012, zima 2012, léto 2013, zima 2013, léto 2014, zima 2014, léto 2015, zima 2015, léto 2016, zima 2016, léto 2017, zima 2017, léto 2018, zima 2018, léto 2020.