Materijali u elektrotehničkim proizvodima

1. ELEKTROTEHNIČKI SUSTAVI I TEHNOLOGIJA Materijali u elektrotehničkim proizvodima Opis kolegija Organizacija nastave Polaganje ispita i način ocjenjivanja Literatura Terminologija Prof. dr. sc. Viktor Šunde Prof. dr. sc. Vesna Borjanović Doc. dr. sc. Mario Vražić Ak. god. 2012/2013 Zagreb, 05.10.2012.

2. Materijali u elektrotehničkim proizvodima Predavanja u zimskom semestru akad. god. 2012/2013

3. Opis kolegija

4. Opis kolegija

5. Polaganje ispita i način ocjenjivanja Prisustvo nastavi je obavezno.

6. Polaganje ispita i način ocjenjivanja Seminar na zadanu temu se izrađuje u grupi od po 3 studenata. Seminar završava izradom i prezentacijom u Power Pointu u 14. tjednu predavanja. Seminar se buduje s maksimalnih 20 bodova (10 izrada + 10 prezentacija). Seminar je obavezan za pristupanje “kontinuiranom” i klasičnom ispitu s pragom od 10 bodova. Međuispit je pisani i sastoji se od 20 zadataka. Svaki zadatak se boduje s 1 bodom. Prag za prolaz na međuispitu je 10 bodova. Pisani završni ispit se sastoji od 20 zadataka. Svaki zadatak se boduje s 2 boda. Prag za prolaz na pisanom završnom ispitu je 20 bodova. Na usmenom dijelu završnog ispita se može zaraditi maksimalno 20 bodova. 6

7. Polaganje ispita i način ocjenjivanja Seminar je obavezan za pristupanje klasičnom ispitu s pragom od 10 bodova od maksimalnih 20 bodova. Pisani ispit se sastoji od 20 zadataka. Svaki zadatak se boduje s 2 boda. Prag za prolaz na pisanom ispitu je 20 bodova. Na usmenom dijelu ispita se može zaraditi maksimalno 40 bodova. Ocjenjivanje Bodovi dovoljan (2) 50 dobar (3) 65 vrlo dobar (4) 80 izvrstan (5) 90 7

8. Ishodi učenja • Nakon uspješno savladanog predmeta, studenti će moći: • identificirati osnovne vrste materijala koji se koriste u elektrotehničkim proizvodima. • poznavati osnovna mehanička, električna i magnetska svojstva elektrotehničkih materijala. • opisati osnovne metode ispitivanja mehaničkih, električnih i magnetskih karakteristika elektrotehničkih materijala. • razumjeti osnovne strukture i veze unutar materijala koji se koriste u elektrotehničkim proizvodima. • poznavati osnovne primjene vodljivih, poluvodičkih, izolacijskih i magnetskih materijala. • procijeniti naponsku i strujnu opteretivost, te djelotvornost elektrotehničkog proizvoda ovisno o upotrijebljenim materijalima. • izračunati osnovne parametre vodljivih, izolacijskih i magnetskih materijala potrebnih za realizaciju elektrotehničkog proizvoda. • klasificirati materijale elektrotehničkog proizvoda sa stanovišta djelovanja na okoliš, odlaganja i recikliranja. 8

9. Opće kompetencije Poznavanje osnovnih fizikalnih, tehnoloških, mehaničkih, električnih i magnetskih svojstava materijala koji se koriste u elektrotehničkim proizvodima. Sposobnost izbora elektrotehničkih materijala prema željenoj namjeni. Sposobnost prosuđivanja naponske i strujne opteretivosti, te djelotvornosti elektrotehničkog uređaja ovisno o upotrijebljenim materijalima. 9

10. Tjedni plan nastave Sistematizacija materijala. Osnovna svojstva materijala. Osnovne metode ispitivanja materijala. Standardi. Modeli atoma. Veze među česticama čvrste tvari. Osnovne strukture čvrste tvari. Podjela i osnovna svojstva vodljivih materijala. Vodiči, kabeli, svjetlovodni kabeli. Materijali za električne kontakte i četkice. Materijali za termoelemente, termobimetale i rastalne osigurače. Specijalni i vodljivi materijali. Osnovna fizikalna svojstva i podjela magnetskih materijala. Međuispit. 10

11. Tjedni plan nastave Sistematizacija, svojstva i primjene mekih i tvrdih magnetskih materijala. Sistematizacija, svojstva i primjene osnovnih organskih izolacijskih materijala. Sistematizacija, svojstva i primjene osnovnih anorganskih izolacijskih materijala. Svojstva i primjene poluvodičkih materijala Nano materijali Seminar Završni ispit. 11

12. Literatura W. D. Callister, Jr.: Fundamentals of Materials Science and Engineering / An Interactive e.TEXT, John Wiley  Sons, Inc. 2001. 12

13. Literatura S. O. Kasap: Principles of Electrical Engineering Materials and Devices, McGraw-Hill, 2000. 13

14. Literatura T. Filetin, F. Kovačiček, J. Indof: Svojstva i primjena materijala, Fakultet strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 2002. 14

15. Literatura Verband der Keramischen Industrie e.V. Brevier Technische keramik Prijevod T. Filetin, I.Kramer, Fakultet strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 2005. 15

16. Literatura Dodatna litaratura: G. Gottstein: Physical Foundations of Materials Science, Springer, 2004. R. E. Hummel, Understanding Materials Science, Springer, 2005. Vladimir Bek: Tehnologija elektromaterijala, skripta, Elektrotehnički fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 1972. Ž. A. Spasojević i Z. V. Popović: Elektrotehnički i elektronski materijali, Naučna knjiga, Beograd, 1979. 16

17. Uvod WillendorfskaVeneraoko 25 000./20 000. g. pr. Kr.VapnenacNaturhistorisches Museum, Beč Paleolitičko kremeno koplje kojeg su ljudi koristili za lov i borbu.

18. Uvod Tiskarska presa, 1811. god. Kotač je izumljen 4000 god p.k.

19. Uvod Lansiranje Space Shutlea Discovery iz svemirskog centra Kennedy. 19

20. Uvod Bušmani, narod nastanjen na jugozapadu Afrike, u pustinji Kalahari 20

21. Uvod Španjolska je stvorila imperij tehnologijom. Francis Bacon (1561.1626.) Engleska je flota 1588. izvojevala jednu od svojih najvećih pobjeda – onu nad španjolskom Armadom. Na potpuni raspad i poraz Armade utjecale su nove engleske vojne tehnologije – poput novih topova na brodovima, naglaska na artiljeriji i unošenja potpunog rasula u redove neprijatelja slanjem zapaljenih brodova pretrpanih barutom. "Poraz španjolske Armade", slika Philippea-Jacquesa de Loutherburga iz 1797., dvjestotinjak godina nakon same bitke 21

22. Terminologija • Nazivlje je izuzetno važno. Tko vlada jasnim nazivljem, vlada i svojim strukovnim područjem, a osposobljen je znanje prenijeti drugima. • Materijali u elektrotehničkim proizvodima ili • Tehnologija elektrotehničkih materijala • Riječi koje treba definirati: • tehnika • elektrotehnika • tehnologija Gotovo da nema naziva samo s jednim značenjem. Tomislav Ladan (1990.)

23. Definicija tehnike Tehnika od grčke riječi techne (); u značenju - spretnost, vještina, umijeće, umjetnost, zanat, obrt 23

24. Definicija tehnike • općenito vještina, način rada, postupak potrebni da se proizvedu materijalna dobra. • djelatnost i sredstva za proizvodnju materijalnih dobara. • materijalna dobra, umjetni objekti tj. umjetnine (artefakti), koje je čovjek proizveo kako bi ih svrsishodno upotrijebio. • metode i postupci koji se primjenjuju pri savladavanju praktičke strane nekog posla ili proizvodnje; npr. glazbena tehnika,crtačka tehnika, športska tehnika. Luka Modrić je dobar tehničar. Ovladao je tehnikom igranja nogometa. Postao je umjetnik nogometne igre. Da li je Luka Modrić dobar tehnolog? Zašto Maradona nije postao dobar tehnolog? 24

25. Definicija tehnike • Valja uzeti u obzir kako postoji: • prirodna (npr. prirodoznanstvena, ekološka) • humana (npr. antropološka, fiziološka, psihološka, estetska) • socijalna (npr. gospodarstvena, sociološka, politološka, povijesna) • komponenta tehnike. • Očito mora postojati neka znanost koja sintetizira sva tehnička, gospodarska i društvena znanja potrebna da se načini društveno potrebna i prihvatljiva materijalna tvorevina. 25

26. Definicija elektrotehnike Tehnička znanost u kojoj se proučavaju električne pojave i djelatnosti povezane s njihovim primjenama. Znanstvena osnova elektrotehnike je elektromagnetska teorija (elektrostatika, magnetostatika i elektrodinamika). Hrvatski Engleski Njemački elektrotehnika1. electrotechnics1. Electrotechnik 2. electrotechnology 3. electrical engineering elektronika1. electronics 1. Elektronik 2. Elektronentechnik 3. Elektronenlehre 26

27. Definicija tehnologije Tehnologija od grčkih riječi techne + logos; u značenju - umjetnost, vještina + riječ, govor Hrvatski Engleski Njemački Tehnologija 1. technology 1. Technologie 2. metatechnology 2. Metatechnologie 3. Herstellungskunde tehnika 1. technics 1. Technik 2. technology 3. engineering 4. engineering sciences

28. Definicija tehnologije Izvorna definicija tehnologije potječe od J. G. Backmanna (1777): Sveobuhvatna znanost o isprepletenosti tehnike, gospodarstva i društva. Definicija je duboko smislena. Omogućuje povezivanje tehnike s gospodarstvom i društvom. Svrha tehnologije je zadovoljavanje socijalnih, kulturnih i drugih potreba društva. Prema tome, tehnologija je vršna znanost materijalne kulture, a uz duhovnu kulturu i cjelovite kulture. 28

29. Definicija tehnologije Tehnologija i teologija se djelomično bave istim pitanjima:

30. Za možda bolje sutra Tehničar pridonosi prvenstveno razvoju materijalne kulture. Uzima u obzir uglavnom samo funkciju proizvoda. Međutim, tehničari moraju shvatiti da tehnika nije sama sebi svrhom, da ona služi za postizanje društvenih ciljeva. Novi tehničar mora voditi računa i o gospodarstvenosti proizvoda i društvenoj prihvatljivost (kriteriji: zdravlje, sigurnost, zaštita okoliša, prava i obveze pojedinca prema društvu i društva prema pojedincu). Tehničar treba poznavati zakonitosti ekonomije, sociologije, financija, prava, psihologije i filozofije. Prema tome tehničar mora biti i tehnolog. 30

31. Prijedlog zakona o hrvatskoj komori inženjera tehnologa I. OPĆE ODREDBE Članak 1. Hrvatska komora inženjera tehnologa (u daljnjem tekstu: Komora) osniva se ovim Zakonom kao samostalna i neovisna strukovna organizacija sa statusom pravne osobe i javnim ovlastima u koju se obvezno udružuju inženjeri tehnolozi (inženjeri agronomije, inženjeri prehrambene tehnologije, inženjeri biokemije, inženjeri kemije, inženjeri tekstilne tehnologije, inženjeri geologije, inženjeri rudarstva i geotehnike, inženjeri naftnog rudarstva, inženjeri elektrotehnike, inženjeri strojarstva, inženjeri brodogradnje, inženjeri računarstva, inženjeri informacijske i komunikacijske tehnologije, …) ako ispunjavaju ovim Zakonom propisane uvjete.

32. Zašto Maradona nije postao dobar tehnolog? 32

33. Definicija tehnologije u užem smislu Pod tehnologijom se podrazumijeva razvoj i upotreba alata, strojeva, materijala i procesa koji se koriste za rješavanje određenih ljudskih zadataka ili izradu tvorevina (materijalnih i nematerijalnih). Tehnologija je znanost o načinu proizvodnje.

34. Tehnologija elektrotehničkih materijala • Tehnologija elektromaterijala ili elektrotehnologija je poddisciplina tehnologije vezana uz elektrotehničke materijale i proizvode. • Elektrotehnički materijali su svi oni materijali koji ulaze u električne proizvode, a u užem smislu to su oni materijali, koji svojim svojstvima omogućuju optimalno djelovanje električnih i elektromagnetskih pojava. • Osnovna područja kojima se bavi tehnologija elektromaterijala su: • metode i postupci proizvodnje elektromaterijala • izbor i ispitivanje materijala • ugradnja materijala (proizvodnja proizvoda) • ispitivanje proizvoda glede uvjeta okoliša • zbrinjavanje istrošenih proizvoda

35. Ilustrativni primjeri primjene elektrotehničkih materijala • u elektrotehničkim proizvodima • rotacijski strojevi, transformatori, sklopni aparati, nadzemni energetski vodovi, kabeli, akumulatori itd • u elektroničkim proizvodima • aktivne i pasivne komponente, tiskane pločice, elektronički sklopovi iuređaji, baterije • u komunikacijskim proizvodima • antene, svjetlovodi, visokofrekvencijski sklopovi i uređaji • u računalstvu • računala, računalne mreže i računalni centri • mikrokomponente i nanokomponente

36. Elektrotehnički proizvodi – rotacijski strojevi

37. Elektrotehnički proizvodi - transformatori

38. Elektrotehnički proizvodi – sklopni aparati

39. Elektrotehnički proizvodi – nadzemni vodovi, kabeli

40. Elektronički proizvodi – aktivne komponente Oblici silicijskih pločica Učinske diode, tiristori i tranzistori u zalivenim modulima

41. Elektronički proizvodi – pasivne komponente Otpornici Kondenzatori

42. Elektronički proizvodi – elektronički sklopovi, pretvarači

43. Složeni elektrotehnički i elektronički proizvodi

44. Složeni elektrotehnički i elektronički proizvodi