Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elektrotechnika i elektronika
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-1-201-n
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Wszołek Wiesław (wwszolek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Podstawowe elementy z teorii obwodów elektrycznych i elektroniki jako uzupełnienie niezbędnej wiedzy przydatnej inżynierowi mechanikiwi

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk w układach elektrycznych. MBM1A_W02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat liniowych obwodów elektrycznych, tworzenia ich modeli obwodowych oraz analizy w stanach ustalonych i nieustalonych. MBM1A_W06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu podstaw metrologii wielkości elektrycznych. MBM1A_W06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi tworzyć modele obwodowe prostych układów i urządzeń elektrycznych, wybrać właściwą metodę analizy oraz wyznaczyć przebiegi w tych modelach; rozumie zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych i urządzeń elektronicznych; potrafi analizować działanie prostych układów elektronicznych i energoelektronicznych. MBM1A_U18 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Potrafi analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych oraz przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. MBM1A_U14, MBM1A_U11, MBM1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi współdziałać w grupie i pracować zespołowo w zakresie przygotowania, realizacji i raportowania wyników kontroli stanu obiektów elektrycznych i elektromechanicznych. MBM1A_K03, MBM1A_K04 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Zaliczenie laboratorium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
22 14 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk w układach elektrycznych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat liniowych obwodów elektrycznych, tworzenia ich modeli obwodowych oraz analizy w stanach ustalonych i nieustalonych. + - + - - - - - - - -
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu podstaw metrologii wielkości elektrycznych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi tworzyć modele obwodowe prostych układów i urządzeń elektrycznych, wybrać właściwą metodę analizy oraz wyznaczyć przebiegi w tych modelach; rozumie zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych i urządzeń elektronicznych; potrafi analizować działanie prostych układów elektronicznych i energoelektronicznych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych oraz przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi współdziałać w grupie i pracować zespołowo w zakresie przygotowania, realizacji i raportowania wyników kontroli stanu obiektów elektrycznych i elektromechanicznych. - - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 75 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 22 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 21 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Pole elektrostatyczne

    Pole skalarne i wektorowe. Rodzaje i oddziaływanie ładunków. Prawo zachowania ładunków. Prawo Coulomba. Pole sił. Pole elektryczne: definicja i rodzaje. Praca w polu. Potencjał, napięcie. Tw. Gaussa.

  2. Pola elektrodynamiczne

    Definicja. Źródła i linie sił pola.Prawa Maxwella. Wektor indukcji magnetycznej. Strumień. Napięcie magnetyczne. Przepływ. Opór magnetyczny. Przewodność magnetyczna. Prawa Kirchoffa dla obwodów magnetycznych. Zjawisko indukcji, prawo Faraday’a. Przypadki szczególne indukcji, zasada elektromechanicznego wytwarzania energii elektrycznej. Reguła Lenza. Prawo Laplace’a, oddziaływanie przewodów z prądem.

  3. Elementy obwodu elektrycznego

    Rezystancja i konduktancja. Kondensator, pojemność. Układy kondensatorów. Indukcyjność własna. Indukcyjność wzajemna, sprzężenia magnetyczne. Źródła energii elektrycznej. Idealne źródło napięciowe i prądowe. Źródła rzeczywiste napięciowe i prądowe. Łączenie równoległe i szeregowe oraz równoważność źródeł rzeczywistych.

  4. Obwody prądu stałego

    Pojęcia wstępne. I prawo Kirchoffa. II prawo Kirchoffa. Układy rezystancji. Dzielniki napięcia i prądu. metody rozwiązywania obwodów; Metoda praw Kirchoffa. Metoda oczkowa (obwodowa). Metoda superpozycji. Tw. Thevenina. Metoda węzłowa (potencjałów węzłowych)

  5. Obwody prądu przemiennego, metoda symboliczna

    Klasyfikacja funkcji czasu. Przebiegi sinusoidalne – wielkości charakterystyczne: amplituda, częstotliwość, faza początkowa, przesunięcie fazowe. Wartość średnia i średnia sprostowana, współczynnik szczytu, współczynnik kształtu. Wartość skuteczna. Związki prądowo-napięciowe na układach R, L, C – szeregowy RLC, równoległy RLC. Zagadnienie mocy. Prawo Joula. Moc chwilowa, moc czynna, bierna, pozorna, związki między mocami. Rachunek na liczbach zespolonych. Założenia metody i opis. Zależności dla elementów R, L oraz C. Układ szeregowy i równoległy RLC. Impedancja i admitancja zespolona. Wykresy wskazowe na płaszczyźnie Gaussa. Rezonans w obwodach szeregowych i równoległych.

  6. Stany nieustalone w obwodach

    Związki napięciowo-prądowe dla elementów RLC obwodu. Stan ustalony i niesustalony. Metoda klasyczna analizy na przykładzie układu RL, i RC. Stała czasowa.

  7. Rozwiązywanie obwodów elektrycznych o dowolnych wymuszeniach

    Zastosowanie praw obwodu elektrycznego w postaci macierzowej. Rozwiązywanie obwodów o wymuszeniach okresowych niesinusoidalnych

  8. Układy trójfazowe

    Układy wielofazowe. Wykres wskazowy. Układy gwiazdy i trójkąta symetrycznego. Wielkości fazowe i liniowe oraz związki między nimi. Przewód zerowy. Napięcie między punktami gwiazdowymi źródła i odbiornika. Moc czynna – pomiar w układach symetrycznych i niesymetrycznych w sieci 3- i 4-przewodowej.

  9. Obwody magnetyczne, transformatory

    Definicje podstawowe,prawa obwodów magnetycznych. Opór magnetyczny. Przewodność magnetyczna. Prawa Kirchoffa dla obwodów magnetycznych. Ferromagnetyki. Indukcyjność wzajemna, sprzężenia magnetyczne. Zasada działania transformatorów, transformator dwuuzwojeniowy. Energia pola magnetycznego w cewce.

  10. Elektronika – podstawowe elementy, układy scalone

    Materiały półprzewodnikowe z domieszkami typu n i p. Złącze p-n. Charakterystyki i własności diody germanowej i krzemowej. Dioda Schottky’ego, dioda Zenera, diody pojemnościowe, tyrystory, triaki.Tranzystor npn w układzie WE, ch-ki wejściowa i wyjściowa. Układ WB, współczynnik wzmocnienia prądowego w układzie WB i WE oraz związki. Budowa i zasada działania wzmacniacza operacyjnego, typowe parametry.

Ćwiczenia laboratoryjne (8h):
  1. . Wprowadzenie, sprawy formalne. Omówienie merytoryczne ćwiczeń.

    Omówienie zasad bhp oraz sposobu wykonywania ćwiczeń

  2. Badanie obwodów prądu stałego

    Pomiar prądu bezpośredni i pośredni. Pomiar napięcia bezpośredni i pośredni. Układy techniczne z poprawnym prądem i napięciem. Pomiar techniczny rezystancji i mocy. Pomiar rezystancji techniczny i laboratoryjny (mostek Wheatstone’a i Thompsona)

  3. Obwody prądu przemiennego jednofazowego, wyznaczanie parametrów rzeczywistych L i C

    Pomiar napięcia, prądu, mocy czynnej dla obciążenia R, L, C, RL, RC, RLC. Wyznaczanie impedancj. Układ do pomiaru i pomiar wartości średniej półokresowej oraz maksymalnej napięcia. Rezonans napięciowy i prądowy, pomiarowe wyznaczanie częstotliwości rezonansowej

  4. Obwody 3-fazowe, pomiar mocy

    Pomiar wartości fazowych i przewodowych napięć. Wyznaczanie kolejności faz. Pomiar mocy czynnej w sieci trój- i czteroprzewodowej.

  5. Wyznaczanie parametrów transformatora

    Pomiary w stanie jałowym. Wyznaczenie; przekładni transformatora, straty mocy w rdzeniu, pradu jałowego
    Pomiary stanu obciążenia. Wyznaczenie charakterystyk zewnętrznych, roboczych, sprawności transformatora
    Pomiary stanu zwarcia. Wyznaczenie napięcia zwarcia, strat w miedzi uzwojeń transformatora

  6. Wyznaczanie charakterystyk elementów elektronicznych

    Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych I(U) diody prostowniczej (germanowa i krzemowa) oraz stabilizujacej (Zenera). Charakterystyka I(U) tyrystora w stanie zaporowym, przewodzenia i niepełnego wysterowania.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Ocena z laboratorium jest średnią ocen ćwiczeń laboratoryjnych i testu zaliczeniowego.
2. Ocena końcowa jest pozytywna, gdy pozytywna jest ocena z laboratorium.
3. Ocena końcowa może uwzględniać aktywność studentów w zajęciach.
4. Oceny są zgodne z obowiązującą skalą ocen.

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw matematyki, fizyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. St. Bolkowski; Teoria obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1995,
2.P. Hempowicz i inni; Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków, WNT Warszawa 1999,
3, w. R. Dąbrowski i inni; Elektrotechnika ćwiczenia laboratoryjne; Wydawnictwa AGH, Kraków 2002,
w. Marciniak; Przyrządy pólprzewodnikowe i układy scalone, WNT Warszawa

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak