Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Urządzenia elektryczne i automatyka
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIGR-1-315-s
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Górnicza
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Dudek Roman (Roman.Dudek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Podstawowa wiedza z zakresu teorii obwodów, maszyn i urządzeń elektrycznych, energoelektroniki i automatyki.

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 Posiada wiedzę z zakresu elektrotechniki przydatną do formułowania, analizy i rozwiązywania podstawowych zadań inżynierskich ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień z dziedziny górnictwa i geologii. IGR1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Ma podstawową wiedzę z zakresu automatyki. IGR1A_W01 Egzamin,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Ma podstawową wiedzę z zakresu elektrotechniki i automatyki na temat stanu aktualnego oraz trendów rozwojowych w dziedzinie technik i technologii poszczególnych elementów cyklu produkcyjnego związanego z pozyskiwaniem surowców mineralnych. IGR1A_W04 Egzamin,
Sprawozdanie
M_W004 Dysponuje ogólną wiedzą w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy, oceny ryzyka zawodowego związanego z wykorzystaniem energii elektrycznej. IGR1A_W06 Sprawozdanie,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Ma umiejętność samokształcenia, wyrażającego się m. in. w samodzielnym, efektywnym przygotowywaniu się do poszczególnych form zajęć dydaktycznych objętych programem nauczania, w tym kolokwiów, egzaminów. IGR1A_U02 Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U002 Potrafi wykorzystywać prawa elektrotechniki i istniejące metody analityczne do rozwiązywania zagadnień inżynierskich z dziedziny elektrotechniki górniczej. IGR1A_U04 Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Wykazuje umiejętność konstruktywnego współdziałania jako element lub lider zespołu w zakresie realizacji zadań inżynierskich i organizacyjnych. IGR1A_K02 Aktywność na zajęciach,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Rzetelnie stara się wykonywać swoje obowiązki oraz pojmuje pryncypialne znaczenie pojęcia „bezpieczeństwo pracy”. IGR1A_K04 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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
60 30 15 15 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 Posiada wiedzę z zakresu elektrotechniki przydatną do formułowania, analizy i rozwiązywania podstawowych zadań inżynierskich ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień z dziedziny górnictwa i geologii. + + + - - - - - - - -
M_W002 Ma podstawową wiedzę z zakresu automatyki. + - + - - - - - - - -
M_W003 Ma podstawową wiedzę z zakresu elektrotechniki i automatyki na temat stanu aktualnego oraz trendów rozwojowych w dziedzinie technik i technologii poszczególnych elementów cyklu produkcyjnego związanego z pozyskiwaniem surowców mineralnych. + + + - - - - - - - -
M_W004 Dysponuje ogólną wiedzą w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy, oceny ryzyka zawodowego związanego z wykorzystaniem energii elektrycznej. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Ma umiejętność samokształcenia, wyrażającego się m. in. w samodzielnym, efektywnym przygotowywaniu się do poszczególnych form zajęć dydaktycznych objętych programem nauczania, w tym kolokwiów, egzaminów. - + + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykorzystywać prawa elektrotechniki i istniejące metody analityczne do rozwiązywania zagadnień inżynierskich z dziedziny elektrotechniki górniczej. - + + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Wykazuje umiejętność konstruktywnego współdziałania jako element lub lider zespołu w zakresie realizacji zadań inżynierskich i organizacyjnych. - - + - - - - - - - -
M_K002 Rzetelnie stara się wykonywać swoje obowiązki oraz pojmuje pryncypialne znaczenie pojęcia „bezpieczeństwo pracy”. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 106 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

  1. Podstawowe pojęcia z zakresu elektrostatyki i teorii obwodów. Metody analizy obwodów elektrycznych.
  2. Obwody jednofazowe prądu sinusoidalnie zmiennego. Metoda wykresów wektorowych. Metoda symboliczna. Moc w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego, kompensacja mocy biernej. Rezonans elektryczny. Układy trójfazowe.
  3. Stany nieustalone w obwodach elektrycznych prądu stałego. Pojęcie stałej czasowej.
  4. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej, obwody magnetyczne, prądy wirowe.
  5. Dioda, tyrystor typu SCR. Układy prostownikowe.
  6. Budowa i zasada działania maszyn prądu stałego. Prądnice prądu stałego, zjawisko samowzbudzenia prądnicy bocznikowej. Silniki prądu stałego – rozruch, regulacja prędkości, hamowanie.
  7. Prądnica prądu przemiennego. Pole wirujące. Zasada działania i budowa silników asynchronicznych. Silnik pierścieniowy, silnik klatkowy – rozruch, regulacja prędkości, hamowanie.
  8. Zasady napędu elektrycznego, podstawowe równanie ruchu.
  9. Transformatory – budowa, zasada działania. Układy połączeń transformatorów trójfazowych. Przesył i rozdział energii elektrycznej; sieć energetyczna kopalni; urządzenia zabezpieczające; ochrona przed rażeniem prądem elektrycznym.
  10. Półprzewodnikowe przyrządy mocy. Układy energoelektroniczne w napędzie elektrycznym. Prostowniki sterowane. Przemienniki częstotliwości, falowniki. Regulacja impulsowa napięcia stałego.
  11. Podstawy automatyki. Sterowanie, a regulacja; sprzężenie zwrotne. Pojęcie stabilności. Opis liniowych układów automatyki.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

  1. Obwody liniowe prądu stałego w stanie ustalonym
    Zastosowanie prawa Ohma i praw Kirchoffa. Rezystor. Przekształcanie i upraszczanie obwodów rozgałęzionych prądu stałego. Moc prądu stałego i bilans mocy w obwodzie. Dopasowanie odbiornika do źródła, sprawność źródła. Zasada superpozycji. Metoda prądów oczkowych. Przykłady obliczeniowe.
  2. Obwody jednofazowe prądu przemiennego w stanie ustalonym
    Parametry sygnału sinusoidalnego. Cewki i kondensatory jako elementy obwodów elektrycznych. Reaktancja. Zastosowanie metody symbolicznej liczb zespolonych. Moc czynna, bierna i pozorna. Bilans mocy. Obwód RLC. Wykres wskazowy. Impedancja. Rezonans szeregowy i równoległy. Przykłady obliczeniowe.
  3. Wybrane przykłady obliczeniowe maszyn elektrycznych
    Silnik obcowzbudny prądu stałego. Wyznaczanie charakterystyki naturalnej i charakterystyk sztucznych. Wyznaczanie rezystancji rozruchowych. Obliczanie sprawności.
    Silnik asynchroniczny klatkowy. Obliczanie poślizgu znamionowego. Przeciążalność momentem. Wzór Klossa. Obliczanie poślizgu krytycznego i prędkości krytycznej. Przykłady obliczeniowe.
  4. Obwody magnetyczne
    Podstawowe pojęcia magnetyzmu i prawa obwodów magnetycznych. Rozwiązywanie obwodu magnetycznego nierozgałęzionego ze szczeliną powietrzną.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

  1. Rażenie prądem elektrycznym
    Ochrona przed rażeniem.
  2. Obwody z elementami R, L, C
    Stany nieustalone w obwodach prądu stałego. Rezonans w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego.
  3. Półprzewodnikowe łączniki mocy. Prostowniki
    Charakterystyki statyczne diody i tyrystora typu SCR. Prostowniki jedno i trójfazowe.
  4. Maszyny prądu stałego
    Charakterystyka zewnętrzna prądnicy obcowzbudnej. Rozruch, regulacja prędkości i hamowanie dynamiczne silnika obcowzbudnego.
  5. Elementy i układy automatyki
    Wzmacniacz operacyjny, regulatory. Stycznik, układy logiczne.
  6. Silniki asynchroniczne
    Rozruch, regulacja prędkości i hamowanie dynamiczne silnika pierścieniowego. Rozruch silnika klatkowego.
  7. Układy energoelektroniczne w napędach
    Soft – Start. Przemiennik częstotliwości. Przekształtnik impulsowy prądu stałego.

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 stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • 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:

1. Warunkiem koniecznym uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenie wszystkich sprawozdań oraz zdanie wszystkich kolokwiów. Warunkiem koniecznym uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych jest zdanie wszystkich kolokwiów. Zarówno w przypadku ćwiczeń audytoryjnych jak i laboratoryjnych dopuszczalna jest tylko 1 nieobecność. Brak usprawiedliwienia może skutkować obniżeniem oceny z ćwiczeń o 0,5 (max). Jako usprawiedliwienie nieobecności uwzględniane jest zwolnienie lekarskie lub oficjalne pismo dotyczące udziału w konferencjach, stażach, zawodach sportowych itp. potwierdzone przez Rektora lub Dziekana.
2. Ocena z ćwiczeń jest średnią ważoną z ocen uzyskanych z kolokwiów (we wszystkich terminach).
3. Podstawowy termin zaliczenia ćwiczeń odpowiada terminowi ostatnich zajęć w semestrze. Dwa terminy poprawkowe są ustalane nie później niż 3 tygodnie przed ostatnimi zajęciami.
4. Zaliczenie ćwiczeń w terminach poprawkowych wymaga spełnienia tych samych warunków, co w terminie podstawowym.

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.
  • 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:

Ocena końcowa jest obliczana jako średnia z ocen z ćwiczeń tablicowych i z zajęć laboratoryjnych. Ocena końcowa może być podwyższona o 0,5 (max) za aktywność na wykładach.

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

1. Preferowanym sposobem wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach jest uczestnictwo w zajęciach z inną grupą (pod warunkiem wolnego miejsca).
2. Zaliczenie ćwiczenia laboratoryjnego, na którym student był nieobecny i które nie zostało odrobione, polega na wykonaniu sprawozdania z tego ćwiczenia i odpowiedzi ustnej. Do przygotowania sprawozdania wykorzystywane są dane uzyskane przez studentów wykonujących ćwiczenie.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. Bolkowski S.: Teoria obwodów elektrycznych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 2005.
  2. Bolkowski S., Brociek W., Rawa H.: Teoria obwodów elektrycznych – zadania. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 2006.
  3. Grzbiela Cz., Machowski A.: Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyka w przemyśle. Wydawnictwo „Śląsk”. Katowice, 2010.
  4. Hempowicz P. i inni: Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 2009.
  5. Kowal J.: Podstawy automatyki. Wyd. AGH, Kraków 2004
  6. Suliński P.: Podstawy elektrotechniki ogólnej. Wydawnictwo AGH. Kraków, 1990. http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty/0021/.
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Dudek R., Stobiecki A.: Możliwości wykorzystania sterowników PLC w elektrycznych lokomotywach kopalnianych. Monografia: Mechanizacja, Automatyzacja i Robotyzacja w Górnictwie. Praca zbiorowa. CBiDGP Lędziny, KMGPiT AGH. Kraków, 2014, s 234-246.
2. Dudek R., Stobiecki A.: Sterownik PLC w układzie regulacji przekształtnikowego napędu trakcyjnego. Seria Inżynieria Elektryczna i Komputerowa. Monografia 450. Elektrotechnika w zastosowaniach trakcyjnych. Wydawnictwo PK. Kraków 2014, s. 97–108.

Informacje dodatkowe:

Brak