Materiałoznawstwo Elektryczne

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
Studia stacjonarne
III
Nazwa przedmiotu
MATERIAŁOZNAWSTWO ELEKTRYCZNE
AUTOMATYKA I ROBOTYKA
Ogólnoakademicki
Studia pierwszego stopnia
Nauki podst. (T/N)
N
Subject Title
Electrical materials science
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
4
Zaliczenie na ocenę
Nazwy
Fizyka, Matematyka
przedmiotów
1. Ma wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą elektryczność i magnetyzm
oraz fizykę ciała stałego.
Wymagania
wstępne w
zakresie
przedmiotu
Wiedza
2. Ma wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą algebrę i analizę
niezbędną do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych oraz
podstawowych zjawisk fizycznych w nich występujących.
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
1. Potrafi wykorzystać poznane metody matematyczne do analizy
i opracowania wyników pomiarów.
1. Potrafi pracować w grupie.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
30
30
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
dr inż. Barbara Kucharska
dr inż. Barbara Kucharska, dr inż. Maciej Zdanowski
Treści kształcenia
1.
2.
Sposób realizacji Wykład w sali audytoryjnej
Tematyka zajęć
Budowa materii, struktury atomowe, wiązania międzycząsteczkowe. Klasyfikacja
materiałów.
Teorie przewodzenia. Materiały przewodowe i ich własności.
3.
Rodzaje zestyków. Rezystancja zestykowa. Dobór materiałów na zestyki.
Wykład
Lp.
5.
Budowa i zastosowanie termobimetali. Kontaktowa różnica potencjałów. Zjawisko
Seebecka i jego zastosowanie. Spoiwa. Materiały przewodzące specjalne.
Kriorezystywność i nadprzewodnictwo. Przykłady zastosowania w
elektrotechnice.Nanotechnologia. Fullereny i nanorurki.
6.
Podstawowe wiadomości o polu elektrycznym. Polaryzacja dielektryków.
Podstawowe parametry dielektryków.
4.
Liczba godzin
2
3
2
2
3
2
8.
Dielektryki lotne ich własności i zastosowanie. Dielektryki ciekłe ich parametry
elektryczne i fizykochemiczne. Rodzaje i zastosowanie olejów izolacyjnych.
Polimeryzacja. Dielektryki stałe -rodzaje, własności i zastosowanie. Degradacja i
starzenie dielektryków.
3
9.
Podział i podstawowe własności materiałów pod względem magnetycznym.
Zachowanie magnetyków w polu magnetycznym. Ferromagnetyki- klasyfikacja,
własności i zastosowanie.
2
7.
2
Struktura i własności półprzewodników. Przewodnictwo elektryczne,
fotoprzewodnictwo, dyfuzja i kompensacja. Zjawisko Halla.Zastosowanie
10.
półprzewodników.
11.
Korozja. Pasywne i aktywne sposoby ochrony przed korozją.
Kolokwia.
12.
Liczba godzin zajęć w semestrze
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Kolokwia pisemne (3x 45 min.), odpowiedzi ustne.
efektów kształcenia
Laboratorium
Sposób realizacji Ćwiczenia praktyczne w laboratorium
Tematyka zajęć
Lp.
Zapoznanie z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi w laboratorium IM,
potwierdzenie odbycia instruktażu. Zapoznanie z regulaminem, zasadami pracy w
1.
grupie.
2.
4
2
3
30
Liczba godzin
Wyznaczanie temperaturowego współczynnika konduktywności przewodników i
półprzewodników.
2
2
3.
Badanie zjawiska fotoelektrycznego i elektroluminescencji w półprzewodnikach.
2
Badanie wytrzymałości powietrznych układów izolacyjnych przy napięciu
4.
przemiennym. Wykorzystanie symulacji komputerowych do badania napięcia
przebicia i rozkładu pola w układach izolacyjnych.
4
Badanie własności dielektryków: Pomiar stratności dielektryków ciekłych mostkiem
RLC ; Pomiar rezystywności dielektryków stałych i ciekłych ; Pomiary
5.
przenikalności elektrycznej względnej dielektryków.
6
6.
Badania materiałów ferromagnetycznych.
2
7.
Badanie zjawiska Seebecka.
2
8.
Badanie materiałów metodami ultradźwiękowymi.
2
9.
Badanie zjawiska Halla.
2
10.
Wyznaczanie podstawowych parametrów warystorów.
2
11.
Odrabianie zaległych ćwiczeń. Poprawa sprawdzianów.
4
Ćwiczenia rezerwowe: Badanie rozkładu pola elektrycznego w układach
12.
izolacyjnych, Badanie zjawiska Peltiera.
Liczba godzin zajęć w semestrze
30
Wykonanie ćwiczeń w grupie (poprawność przeprowadzania
Sposoby sprawdzenia zamierzonych pomiarów, aktywność w ramach zajęć ), wykonanie sprawozdania,
efektów kształcenia
sprawdziany i odpowiedzi ustne z przygotowania teoretycznego.
1. Klasyfikuje materiały elektrotechniczne i objaśnia ich
własności oraz zastosowanie (W,L).
Wiedza
2. Potrafi przedstawić i zinterpretować zjawiska fizyczne
zachodzące w materiałach elektrotechnicznych pod wpływem
pola elektrycznego bądź magnetycznego (W,L).
3. Opisuje podstawowe metody badań, stosowane do oceny
własności elementów i materiałów elektrotechnicznych (L).
4. Wyjaśnia przyczyny korozji i starzenia materiałów (W,L).
1. Potrafi zaplanować i przeprowadzić symulacje komputerowe
dotyczące wyznaczania charakterystyk elektrycznych
opisujących materiały bądź urządzenia elektryczne (L).
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Umiejętności
2. Potrafi zastosować podstawowe metody badań do pomiarów
charakterystyk elektrycznych i optycznych oraz oceny
własności elementów i materiałów elektrotechnicznych (L).
3. Potrafi przeprowadzić ekstrakcję podstawowych parametrów
charakteryzujących materiały i elementy elektryczne,
przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej,
dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski (L).
Kompetencje
społeczne
4. Stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy (L).
1. Potrafi podporządkować się zasadom pracy w grupie i
organizować tę pracę , rozumie odpowiedzialność za
wspólnie realizowane ćwiczenia (L).
Metody dydaktyczne:
Wykład informacyjny. Prezentacje multimedialne. Dyskusja dydaktyczna w ramach wykładu i laboratorium.
Ćwiczenia laboratoryjne. Materiały zamieszczane na stronie internetowej. Konsultacje.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Laboratorium: poprawne wykonanie wszystkich przewidzianych programem ćwiczeń, poprawne wykonanie
sprawozdań, pozytywne oceny z teoretycznego przygotowania do ćwiczeń;
Wykład : pozytywne oceny z kolokwiów (uzyskanie powyżej 50% punktów) i ew. odpowiedzi ustnych.
Literatura podstawowa:
[1] CELIŃSKI Z.: Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Wyd. PW, Warszawa 2005.
[2] MATERIAŁY zamieszczane dla kursu "Materiałoznawstwo Elektryczne" na stronie
www.elearning.po.opole.pl/wp; hasło dostępu podawane jest na zajęciach.
[3] KĘDZIA J., WOLNY S., WŁÓCZYK A.: Laboratorium materiałoznawstwa elektrycznego, Skrypt PO nr
254, Opole.
Literatura uzupełniająca:
[1] WYDERKA S.: Materiałoznawstwo elektryczne. OW PRz, Rzeszów 2004.
[2] KOSTRUBIEC F.: Podstawy fizyczne materiałoznawstwa dla elektryków. WPŁ, Łódź 1999.
[3] JONES I. P.: Materials Science for Electrical and Electronic Engineers,Textbooks in Electrical and
Electronic Engineering, 2001.
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)