Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Teoria obwodów 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETP-1-204-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
2
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 stanów nieustalonych w obwodach elektrycznych, czwórników, układów transmisyjnych oraz obwodów nieliniowych.

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 uporządkowaną wiedzę w zakresie stanów nieustalonych w obwodach elektrycznych, czwórników, układów transmisyjnych oraz obwodów nieliniowych. ETP1A_W07 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych w stanie nieustalonym, czwórników, układów transmisyjnych oraz obwodów nieliniowych. ETP1A_W01 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych i elektronicznych. ETP1A_U06 Egzamin,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi dokonać analizy prostych układów elektrycznych i elektronicznych w dziedzinie czasu i częstotliwości. ETP1A_U07 Egzamin,
Kolokwium
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność poznanych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich w zakresie teorii obwodów oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia. ETP1A_U10 Egzamin,
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 zachowaniesię 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 uporządkowaną wiedzę w zakresie stanów nieustalonych w obwodach elektrycznych, czwórników, układów transmisyjnych oraz obwodów nieliniowych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna metody matematyczne niezbędne do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych w stanie nieustalonym, czwórników, układów transmisyjnych oraz obwodów nieliniowych. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne do analizy układów elektrycznych i elektronicznych. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi dokonać analizy prostych układów elektrycznych i elektronicznych w dziedzinie czasu i częstotliwości. - + - - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi ocenić przydatność poznanych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich w zakresie teorii obwodów 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 zachowaniesię w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej. + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 143 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 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. Stany nieustalone w liniowych obwodach elektrycznych (8h)
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.

2. Czwórniki (8h)
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.

3. Własności transmisyjne układów liniowych (8h)
Czwórnik jako układ transmisyjny. Transmitancja. Charakterystyki czasowe. Stabilność układu transmisyjnego. Kryteria stabilności. Charakterystyki częstotliwościowe. Charakterystyki asymptotyczne.

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

Ćwiczenia audytoryjne (28h):

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.

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 na tablicy rozwiązują zadane wcześniej 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:

1. Ocena ćwiczeń audytoryjnych wystawiana jest na podstawie sprawdzianów pisemnych, podczas których oceniana jest umiejętność rozwiązywania problemów omawianych na wykładach i podczas ćwiczeń
audytoryjnych.
2. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z 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 z egzaminu.
2. Ocena końcowa jest zaokrągloną w górę średnią arytmetyczną ocen uzyskanych podczas wszystkich terminów egzaminów, do których student przystąpił. Przykładowo, jeśli średnia ocena należy do przedziału (2.0,3.0], to student otrzymuje ocenę końcową 3.0.

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 uwzgędniane
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 :

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

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