Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Teoria obwodów 1
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETP-1-109-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
Galias Zbigniew (galias@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy i umiejętności w zakresie elementów obwodów elektrycznych, obwodów prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym, obwodów rezonansowych oraz obwodów elektrycznych z wymuszeniami okresowymi w stanie ustalonym.

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 Student posiada wiedzę w zakresie teorii obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. ETP1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Kolokwium
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. ETP1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. ETP1A_U06 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich w zakresie analizy obwodów prądu stałego oraz sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia. ETP1A_U10 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ETP1A_K01 Aktywność na zajęciach
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za zachowanie się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej. ETP1A_K03 Aktywność na zajęciach
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
56 28 28 0 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 Student posiada wiedzę w zakresie teorii obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych prądu stałego i sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich w zakresie analizy obwodów prądu stałego oraz sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia. - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. + + - - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za zachowanie się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej. + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 115 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 29 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (28 h) oraz ćwiczeń audytoryjnych (28 h).

Wykłady

1.Pojęcia podstawowe (6h)
Podstawowe wielkości elektryczne. Podstawowe modele zjawisk w obwodzie: rezystancja, indukcyjność pojemność. Warunek quasi-stacjonarności i jego konsekwencje. Elementy nieliniowe. Parametry statyczne i dynamiczne. Dwójnik. Źródła niezależne i sterowane. Indukcyjności sprzężone. Transformator idealny. Wzmacniacz operacyjny. Żyrator. Prawa Kirchhoffa. Zasada Tellegena. Szeregowe i równoległe łączenie elementów. Zasada superpozycji. Zasada kompensacji.

2.Obwody prądu stałego (8h)
Rezystancja zastępcza. Przekształcenie “trójkąt-gwiazda”. Dzielniki oporowe. Metoda superpozycji. Metody źródeł zastępczych. Elementy teorii grafów. Opis algebraiczny grafu sieciowego. Metoda napięć węzłowych. Metoda prądów obwodowych. Moc w obwodach prądu stałego: moc dwójnika, bilans mocy, dopasowanie obciążenia do źródła.

3. Obwody liniowe prądu sinusoidalnego (8h)
Sygnały okresowe i sinusoidalne. Metoda klasyczna analizy obwodów prądu sinusoidalnego. Reprezentacja zespolona sygnału sinusoidalnego. Równania elementów i prawa Kirchhoffa w zapisie zespolonym. Metoda amplitud zespolonych. Impedancja i admitancja dwójnika. Metody analizy liniowych obwodów prądu sinusoidalnego: metoda superpozycji, metody źródeł zastępczych, metody sieciowe. Moc w obwodach prądu sinusoidalnego: moc chwilowa, moc czynna, moc bierna, moc pozorna, moc zespolona, bilans mocy, dopasowanie obciążenia do źródła.

4. Obwody rezonansowe (2h)
Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy. Parametry obwodów rezonansowych.

5. Liniowe obwody elektryczne z wymuszeniami okresowymi (4h)
Szeregi Fouriera. Widmo sygnału okresowego. Metody analizy. Moc w obwodach elektrycznych z wymuszeniami okresowymi. Twierdzenie Parsevalla.

Ćwiczenia audytoryjne (28h):

Ćwiczenia audytoryjne

Zapis równań wynikających z praw Kirchhoffa dla przykładowych obwodów. Obliczanie rezystancji zastępczej dwójników bezźródłowych. Obliczanie parametrów statycznych i dynamicznych elementów nieliniowych. Obliczanie parametrów zastępczych dwójników liniowych. Zastosowanie metod źródeł zastępczych i metod sieciowych do analizy obwodów liniowych prądu stałego. Zastosowanie metody amplitud zespolonych do analizy obwodów liniowych prądu sinusoidalnie zmiennego w stanie ustalonym. Zastosowanie metody źródeł zastępczych do rozwiązania problemu dopasowania obciążenia do źródła. Obliczanie parametrów obwodów rezonansowych. Analiza obwodów z wymuszeniami okresowymi w stanie ustalonym.

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 audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci rozwiązują zadane problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosownych 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:

Ocena ćwiczeń audytoryjnych wystawiana jest na podstawie sprawdzianów pisemnych, podczas których oceniana jest umiejętność rozwiązywania problemów omawianych na wykładach i podczas ćwiczeń audytoryjnych.

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 audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Ocena końcowa wystawiana jest po uzyskaniu pozytywnej oceny ćwiczeń audytoryjnych.
2. Pozytywna ocena ćwiczeń audytoryjnych stanowi ocenę końcową.

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

Obecność podczas ćwiczeń audytoryjnych jest obowiązkowa. Dozwolone są maksymalnie dwie nieusprawiedliwione nieobecności w ciągu semestru. Trzy oraz większa liczba nieobecności nieusprawiedliwionych skutkują brakiem zaliczenia. Jako usprawiedliwienie nieobecności uwzględniane jest zwolnienie lekarskie lub oficjalne pismo dotyczące udziału w konferencjach, stażach, zawodach sportowych itp. potwierdzone przez Rektora lub Dziekana.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawowa wiedza z fizyki dotycząca zjawisk elektrycznych i magnetycznych. Przydatne podstawowe wiadomości dotyczące liczb zespolonych i algebry macierzy.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. Osiowski J., Szabatin J.: Podstawy teorii obwodów, tom 1-3, WNT, Warszawa 2006.
  2. Bolkowski S.: Teoria obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 2012.
  3. Bolkowski S., Brociek W., Rawa H.: Teoria obwodów elektrycznych. Zadania, WNT, Warszawa, 2015.
  4. Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.: Teoria obwodów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2006.
  5. Chua L.O., Desoer C.A., Kuh E.S.: Linear and nonlinear circuits, Mc Grew-Hill, New York, 1987.
  6. Osowski S.: Komputerowe metody analizy i optymalizacji obwodów elektrycznych. WPW Warszawa 1993.
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Z. Galias and W. Tucker. Rigorous integration of smooth vector fields around spiral saddles with an application to the cubic Chua’s attractor. Journal of Differential Equations, 266(5):2408-2434, 2019.
  2. Z. Galias. Study of amplitude control and dynamical behaviors of a memristive band pass filter circuit. IEEE Trans. Circuits Syst. II, 65(5):637-641, May 2018.
  3. Z. Galias. Numerical study of multiple attractors in the parallel inductor-capacitor-memristor circuit. Int. J. Bifurcation Chaos, 27(11):1730036 (16 pages), 2017.
  4. Z. Galias. Rigorous analysis of Chua’s circuit with a smooth nonlinearity. IEEE Trans. Circuits Syst. I, 63(12):2304-2312, 2016.
  5. Z. Galias. Topological chaos in the parallel inductor-capacitor-memristor circuit. In Proc. Int. Conf. Signals Electronic Syst. (ICSES), pages 139-142, Kraków, 2016.
  6. Z. Galias. Computer assisted proof of chaos in the Muthuswamy-Chua memristor circuit. Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 5(3):309-319, 2014.
  7. 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.
  8. Z. Galias. Study of dynamical phenomena in the Muthuswamy-Chua circuit. In Proc. Int. Conference on Signals and Electronic Systems, ICSES’14, Poznań, 2014.
  9. P. Zegarmistrz, Z. Galias. Analityczne algorytmy rekonstrukcji konduktancji w prostokątnych siatkach rezystorów. Przegląd Elektrotechniczny, (1a):138-141, 2013.
  10. 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.
  11. Z. Galias. Rigorous study of the Chua’s circuit spiral attractor. IEEE Trans. Circ. Syst. I, 59(10):2374-2382, 2012.
  12. 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
  13. Z. Galias. Metody arytmetyki przedziałowej w badaniach układow nieliniowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Akademii Gorniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 2003.
  14. Z. Galias. Interval methods for rigorous investigations of periodic orbits. Int. J. Bifurcation and Chaos, 11(9):2427-2450, 2001.
  15. Z. Galias. Positive topological entropy of Chua’s circuit: A computer assisted proof. Int. J. Bifurcation and Chaos, 7(2):331-349, 1997.
  16. 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.
  17. 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.
Informacje dodatkowe:

Brak