Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Circuit Theory 2
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-204-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
Galias Zbigniew (galias@agh.edu.pl)
Academic teachers:
mgr inż. Dąbrowski Andrzej (amd@agh.edu.pl)
Galias Zbigniew (galias@agh.edu.pl)
dr inż. Czosnowski Jacek (czos@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych ET1A_K01 Activity during classes
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur ET1A_K03 Activity during classes
Skills
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych i elektronicznych ET1A_U07 Examination,
Test
M_U002 Student potrafi dokonać analizy prostych układów przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości ET1A_U08 Examination,
Test
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia ET1A_U27 Examination,
Test
Knowledge
M_W001 Student posiada uporządkowaną wiedzę w zakresie teorii obwodów elektrycznych ET1A_W14 Examination,
Test
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych ET1A_W01 Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych + + - - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych i elektronicznych + + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi dokonać analizy prostych układów przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości + + - - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada uporządkowaną wiedzę w zakresie teorii obwodów elektrycznych + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych + + - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (30 h) oraz ćwiczeń audytoryjnych (30 h).

Wykłady

1.Obwody prądu okresowego (4h)
Rozwinięcie sygnału okresowego w szereg Fouriera. Widmo sygnału okresowego. Analiza obwodów prądu okresowego. Moc w obwodach prądu okresowego.

2.Stany nieustalone w liniowych obwodach elektrycznych (6h)
Komutacja. Stany nieustalone w obwodach pierwszego rzędu. Stany nieustalone w obwodach wyższych rzędów. Metoda klasyczna analizy obwodów pierwszego rzędu. Przekształcenie Laplace’a. Metoda operatorowa analizy stanów nieustalonych. Impedancja i admitancja dwójnika. Równania elementów w dziedzinie operatorowej. Dystrybucja Diraca. Opis układów elektrycznych za pomocą równań stanu. Rozwiązywanie równań stanu w dziedzinie czasu i w dziedzinie zespolonej.

3.Czwórniki (6h)
Równania zaciskowe czwórnika. Macierzowy zapis równań czwórnika. Interpretacja parametrów charakterystycznych. Schematy zastępcze czwórnika. Parametry robocze czwórnika. Czwórniki odwracalne. Czwórniki symetryczne. Czwórniki o strukturze trójnikowej. Łączenie czwórników. Opis falowy czwórnika.

4.Własności transmisyjne układów liniowych (6h)
Czwórnik jako układ transmisyjny. Transmitancja. Charakterystyki czasowe. Stabilność układu transmisyjnego. Kryteria stabilności. Charakterystyki częstotliwościowe. Charakterystyki asymptotyczne. Zagadnienia aproksymacji: aproksymacja Butterwortha i Czebyszewa.

5.Obwody nieliniowe (4h)
Metody analizy nieliniowych obwodów rezystancyjnych prądu stałego. Elementy nieliniowe w obwodach prądu okresowego. Analiza małosygnałowa. Analiza stanów nieustalonych w obwodach nieliniowych.

6.Linie długie (4h)
Równania linii długiej. Opis linii długiej w stanie ustalonym sinusoidalnym. Parametry falowe linii długiej. Analiza linii długiej przy dowolnym pobudzeniu.

Auditorium classes:

Rozkład przykładowych przebiegów okresowych w szereg Fouriera. Przykłady analizy obwodów prądu okresowego. Analiza stanów nieustalonych w obwodach pierwszego rzędu za pomocą metody klasycznej. Analiza stanów nieustalonych za pomocą metody operatorowej. Obliczanie macierzy charakterystycznych i parametrów falowych czwórników. Wyznaczanie transmitancji, charakterystyk czasowych, charakterystyk częstotliwościowych oraz badanie stabilności prostych układów transmisyjnych. Analiza nieliniowych obwodów rezystancyjnych. Analiza stanów dynamicznych w obwodach nieliniowych. Analiza obwodów z liniami długimi.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 147 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 30 h
Realization of independently performed tasks 60 h
Participation in auditorium classes 30 h
Preparation for classes 25 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1.Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu.
2.Do wyznaczenia oceny końcowej obliczana jest średnia ocen uzyskanych podczas wszystkich terminów egzaminów do których student przystąpił.
Jeśli średnia ocena wynosi 2.0, to student otrzymuje ocenę końcową 2.0.
Jeśli średnia ocena należy do przedziału (2.0,3.0], to student otrzymuje ocenę końcową 3.0.
Jeśli średnia ocena należy do przedziału (3.0,3.5], to student otrzymuje ocenę końcową 3.5.
Jeśli średnia ocena należy do przedziału (3.5,4.0], to student otrzymuje ocenę końcową 4.0.
Jeśli średnia ocena należy do przedziału (4.0,4.5], to student otrzymuje ocenę końcową 4.5.
Jeśli średnia ocena należy do przedziału (4.5,5.0], to student otrzymuje ocenę końcową 5.0.
3.Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych.
4.Ocena z ćwiczeń audytoryjnych wystawiana jest na podstawie sprawdzianów pisemnych, podczas których oceniana jest umiejętność rozwiązywania problemów omawianych na wykładach i podczas ćwiczeń audytoryjnych.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość metod analizy liniowych obwodów prądu stałego i sinusoidalnego. Przydatne podstawowe wiadomości dotyczące szeregów Fouriera, transformaty Laplace’a, transformaty Fouriera, równań różniczkowych zwyczajnych.

Recommended literature and teaching resources:
  1. Osiowski J., Szabatin J.: Podstawy teorii obwodów, tom 1-3, WNT, Warszawa 2001.
  2. Bolkowski S.: Teoria obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 2009.
  3. Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.: Teoria obwodów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2006.
  4. Chua L.O., Desoer C.A., Kuh E.S.: Linear and nonlinear circuits, Mc Grew-Hill, New York, 1987.
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  1. Z. Galias. Computer assisted proof of chaos in the Muthuswamy-Chua memristor circuit. Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 5(3):309-319, 2014.
  2. Z. Galias. Automatized search for complex symbolic dynamics with applications in the analysis of a simple memristor circuit. Int. J. Bifurcation and Chaos, 24(7):1450104 (11 pages), 2014.
  3. Z. Galias. Study of dynamical phenomena in the Muthuswamy-Chua circuit. In Proc. Int. Conference on Signals and Electronic Systems, ICSES’14, Poznań, 2014.
  4. P. Zegarmistrz, Z. Galias. Analityczne algorytmy rekonstrukcji konduktancji w prostokątnych siatkach rezystorów. Przegląd Elektrotechniczny, (1a):138-141, 2013.
  5. Z. Galias. The dangers of rounding errors for simulations and analysis of nonlinear circuits and systems – and how to avoid them. IEEE Circuits and Systems Magazine, 13(3):35-52, 2013.
  6. Z. Galias. Rigorous study of the Chua’s circuit spiral attractor. IEEE Trans. Circ. Syst. I, 59(10):2374-2382, 2012.
  7. P. Zegarmistrz, Z. Galias. Zastosowanie i porównanie algorytmów metaheurystycznych i optymalizacyjnych w rekonstrukcji konduktancji siatek rezystorów. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, (3):19-24, 2012
  8. Z. Galias. Metody arytmetyki przedziałowej w badaniach układow nieliniowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Akademii Gorniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 2003.
  9. Z. Galias. Interval methods for rigorous investigations of periodic orbits. Int. J. Bifurcation and Chaos, 11(9):2427-2450, 2001.
  10. Z. Galias. Positive topological entropy of Chua’s circuit: A computer assisted proof. Int. J. Bifurcation and Chaos, 7(2):331-349, 1997.
  11. M.J. Ogorzałek, Z. Galias. On-line identification and control of chaos in a real Chua’s circuit. Kybernetika, Czech Academy of Sciences, 30(4):425-432, 1994.
  12. M.J. Ogorzałek, Z. Galias. Characterisation of chaos in Chua’s oscillator in terms of unstable periodic orbits. J. Circuits, Systems and Computers, 3(2):411-429, 1993.
Additional information:

None