Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Elektrotechnika
Course of study:
2019/2020
Code:
SENR-1-403-s
Faculty of:
Energy and Fuels
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Energy Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
Skowron Mikołaj (mskowron@agh.edu.pl)
Module summary

Podstawowe pojęcia związane z prądem elektrycznym i polem elektromagnetycznym. Obliczenia dla prądu stałego i zmiennego. Elementy obwodów elektrycznych

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: is able to
M_K001 Potrafi pracować w zespole nad rozwiązaniem problemu ENR1A_K01 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 potrafi obliczyć rozwiązania obwodów w stanach ustalonych: stałoprądowym, sinusoidalnie zmiennym, potrafi obliczać przebiegi nieustalone, potrafi obliczyć prądy, napięcia i moce w układach trójfazowych symetrycznych i niesymetrycznych; ENR1A_U08, ENR1A_U03 Oral answer,
Test,
Activity during classes
M_U002 zna i rozumie podstawowe metody opisu i analizy obwodu elektrycznego, potrafi budować modele obwodowe dla prostych układów i urządzeń elektrycznych, potrafi wybrać właściwą metodę analizy obwodu i uzasadnić ten wybór ENR1A_U08, ENR1A_U03 Test,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat liniowych obwodów elektrycznych, ich elementów dwukońcówkowych i czterokońcówkowych oraz podstawowych własności obwodów ENR1A_W03, ENR1A_W02 Examination
M_W002 posiada wiedzę teoretyczną na temat metod matematycznych przydatnych w analizie obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego (metoda symboliczna), okresowo zmiennego niesinusoidalnego oraz w stanach nieustalonych w dziedzinie czasu oraz w dziedzinie zmiennej zespolonej (rachunek operatorowy) ENR1A_W03, ENR1A_W02 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Potrafi pracować w zespole nad rozwiązaniem problemu - + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi obliczyć rozwiązania obwodów w stanach ustalonych: stałoprądowym, sinusoidalnie zmiennym, potrafi obliczać przebiegi nieustalone, potrafi obliczyć prądy, napięcia i moce w układach trójfazowych symetrycznych i niesymetrycznych; - + - - - - - - - - -
M_U002 zna i rozumie podstawowe metody opisu i analizy obwodu elektrycznego, potrafi budować modele obwodowe dla prostych układów i urządzeń elektrycznych, potrafi wybrać właściwą metodę analizy obwodu i uzasadnić ten wybór - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat liniowych obwodów elektrycznych, ich elementów dwukońcówkowych i czterokońcówkowych oraz podstawowych własności obwodów + + - - - - - - - - -
M_W002 posiada wiedzę teoretyczną na temat metod matematycznych przydatnych w analizie obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego (metoda symboliczna), okresowo zmiennego niesinusoidalnego oraz w stanach nieustalonych w dziedzinie czasu oraz w dziedzinie zmiennej zespolonej (rachunek operatorowy) + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 102 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 25 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (30h):

Podstawowym celem wykładu jest zaprezentowanie sposobu opisu i analizy zjawisk zachodzących w obwodach elektrycznych. W ramach wykładu omawiane są następujące zagadnienia:
1. Definicja obwodu elektrycznego, elementy obwodu dwu i wielokońcówkowe oraz liniowe zależności prądowo napięciowe. Równania obwodu, prawa Kirchhoffa, wybór zmiennych. Moc i energia elementów R,L,C. Topologia (struktura obwodu).
2. Analiza obwodu w stanach ustalonych: obwody prądu stałego i sinusoidalnego. Metody analizy: rezystancji (impedancji) zastępczej, prądów oczkowych, napięć węzłowych. Macierze opisujące (incydencji): oczkowa, węzłowa, pękowa. Własności obwodów liniowych: zasada superpozycji, twierdzenie o źródle zastępczym, twierdzenie o kompensacji, zasada wzajemności, równoważne przenoszenie źródeł.
3. Obwody prądu sinusoidalnego, wartości skuteczne zespolone prądu i napięcia, impedancja i admitancja zespolona. Wykresy wektorowe. Moc prądu sinusoidalnego: chwilowa, czynna, bierna, pozorna i pozorna zespolona, współczynnik mocy, poprawianie współczynnika mocy (kompensacja mocy biernej). Rzeczywiste elementy obwodu – schematy zastępcze i wyznaczanie ich parametrów. Zjawisko rezonansu, rezonans napięć i prądów.
4. Układy trójfazowe 3 i 4 – przewodowe, symetryczne i niesymetryczne. Obliczanie napięć i prądów w obwodach 3-fazowych, wykresy wektorowe. Moc obwodu 3-fazowego, pomiar mocy – układ dwóch watomierzy (Arona), wyznaczanie kolejności faz.
5. Stany nieustalone w obwodach elektrycznych. Równanie różniczkowe obwodu pierwszego i drugiego rzędu, stała czasowa, częstotliwość własna. Stan ustalony i nieustalony obwodu. Przekształcenie Laplace’a, rachunek operatorowy (własności przekształcenia – twierdzenia), obliczanie transformat podstawowych funkcji czasu, impedancja i admitancja operatorowa (zmiennej zespolonej), elementy obwodu w dziedzinie zmiennej zespolonej.
6. Obwody prądu okresowo-zmiennego (niesinusoidalnego) – przebiegi odkształcone, wyższe harmoniczne, wartość skuteczna przebiegu odkształconego, moce: czynna, bierna, pozorna i odkształcenia.

Auditorium classes (30h):

Celem ćwiczeń jest nabycie praktycznych umiejętności obliczania obwodów elektrycznych. W ramach ćwiczeń rozwiązywane są zadania z zakresu elektrotechniki – w tym:
1. Wprowadzenie, podstawowe zagadnienia z zakresu Teorii Obwodów, obliczanie elementów zastępczych obwodu, obwody z jednym źródłem.
2. Metody obliczania obwodów elektrycznych, metoda klasyczna, superpozycji.
3. Metody cd. metoda prądów oczkowych, napięć węzłowych.
4. Metody cd. twierdzenie o źródle zastępczym
5. Obwody prądu sinusoidalnie zmiennego.
6. Metoda operatorowa obliczania obwodów z wymuszeniem sinusoidalnie zmiennym.
7. Moce w obwodach z wymuszeniem sinusoidalnie zmiennym.
8. Rezonans prądów i napięć w obwodach z wymuszeniem sinusoidalnie zmiennym.
9. Sprzężenia magnetyczne w obwodach z wymuszeniem sinusoidalnie zmiennym.
10.Obwody prądów trójfazowych z odbiornikami symetrycznymi.
11.Obwody prądów trójfazowych z odbiornikami niesymetrycznymi.
12. Czwórniki, wzmacniacze operacyjne.
13. Stany nieustalone.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych jest otrzymanie pozytywnych ocen z kolokwiów, podsumowujących daną partię materiału. Jeżeli pierwszy warunek nie jest spełniony student ma prawo do dwóch terminów poprawkowych (forma pisemna).
Jeżeli student uzyska pozytywną ocenę z zaliczenia lub pozytywną ocenę z kolokwium poprawkowego, będzie dopuszczony do egzaminu.
Egzamin jest w formie pisemnej, warunkiem uzyskania pozytywnej oceny z egzaminu jest zdobycie 51% punktów.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

Oceny z ćwiczeń audytoryjnych © i egzaminu (E) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen:
OK = (2·E + 1·C)/3

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku zaległości powstałych w skutek nie obecności studenta na zajęciach, student wykonuje samodzielnie opracowuje, wskazany przez prowadzącego, zakres materiału. Wyniki pracy przedkłada prowadzącemu w formie pisemnej.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość elementarnych zagadnień z algebry liniowej i analizy matematycznej, znajomość rachunku liczb zespolonych.
Podstawowa wiedza z fizyki w zakresie zjawisk związanych z polem elektromagnetycznym.

Recommended literature and teaching resources:

Literatura podstawowa.
1. S. Bolkowski: Teoria obwodów elektrycznych. WNT Warszawa 2006
2. J. Osiowski, J. Szabatin: Podstawy teorii obwodów t.I – III, WNT Warszawa 1993, 1993, 1995, 1998.
3. S. Bolkowski i inni: Teoria obwodów elektrycznych: zadania, WNT Warszawa 1998.
4. J. Szabatin i E. Śliwa (redakcja): Zbiór zadań z teorii obwodów – cz. I i II, Wydawnictwo Polit. Warszawskiej, Warszawa 1997.

Literatura pomocnicza
1. Vademecum Elektryka. Poradnik dla Inżynierów, Techników i Studentów, Wyd. COSiW, Warszawa, 2003.
2. Z. Majerowska: Elektrotechnika Ogólna w Zadaniach, PWN Warszawa 1999.
3. S. Mitkowski:Nieliniowe obwody elektryczne, Uczelniane Wyd. Naukowo – Dydaktyczne AGH, Kraków 1999.
4. S. Osowski: Komputerowe metody analizy i optymalizacji obwodów elektrycznych. WPW Warszawa 1993.
5. P. Suliński, Podstawy elektrotechniki ogólnej, Wydawnictwo AGH, Kraków 1990, dostępne na stronie www.bg.agh.edu.pl

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Academia and industry cooperation: an example drawn from courses in electrical engineering / W. NOWAK, S. MOSKWA, R. TARKO, M. SKOWRON / 1st world conference on Technology and Engineering Education 14–17 September 2010, Kraków, Poland.
2. Analiza pola magnetycznego wokół toru do lewitacji dysku nadprzewodnikowego YBaCuO / Antoni CIEŚLA, Mikołaj SKOWRON, Przemysław SYREK, Wojciech KRASZEWSKI, Damian LACHENDROWICZ / Przegląd Elektrotechniczny 2016 R. 92 nr 1, s. 78–81.
3. Modelowanie i analiza pola magnetycznego w nietypowych układach współrzędnych / Mikołaj SKOWRON / Informatyka Automatyka Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska ; 2013 nr 1, s. 47–48.
4. Oddziaływanie pola magnetycznego na płynącą ciecz o wybranych właściwościach magnetycznych / Mateusz Krawczyk, Mikołaj SKOWRON / Informatyka Automatyka Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska ; 2014 vol. 4 nr 2, s. 24–27.
5. Rozwój energetyki opartej na źródłach odnawialnych / Agnieszka WANTUCH, Mikołaj SKOWRON / WD 2009 Krynica Zdrój 5–8 września 2009. S. 1–10.
6. Wykorzystanie bębnowego separatora elektrodynamicznego do separacji odpadów elektronicznych / Antoni CIEŚLA, Wojciech KRASZEWSKI, Mikołaj SKOWRON, Agnieszka SUROWIAK, Przemysław SYREK / Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2016 vol. 32 iss. 1, s. 155-174.

Additional information:

W przypadku braku zaliczenia w terminie podstawowym, student może przystąpić do dwóch terminów poprawkowych.