ETD 3062 Dziedzic

OPISY KURSÓW
•
Kod kursu:
ETD 3062
•
Nazwa kursu:
Technika analogowa
•
Język wykładowy:
polski
Forma kursu
Tygodniowa
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
liczba godzin
ZZU*
Forma
zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin
CNPS
Wykład
2
Ćwiczenia
2
egzamin
zaliczenie
2
70
3
130
Laboratorium
Projekt
Seminarium
•
Poziom kursu
podstawowy
•
Wymagania wstępne:
•
Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Andrzej Dziedzic, dr hab. inŜ., prof.
PWr
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Zdzisław
Synowiec, dr inŜ., Eugeniusz Prociów, mgr inŜ.
•
Rok: .....II...... Semestr:...........3.............
•
Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny):
(podstawowy/zaawansowany):
studia
I
stopnia
stacjonarne,
Analiza matematyczna, Elektryczność i magnetyzm
obowiązkowy
• Cele zajęć (efekty kształcenia): Poznanie podstawowych pojęć i twierdzeń techniki
analogowej i umiejętność efektywnego posługiwania się metodami analizy liniowych
obwodów elektrycznych i podstawowych obwodów nieliniowych w dziedzinie czasu i
częstotliwości.
•
Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna
• Krótki opis zawartości całego kursu: Kurs dotyczy teoretycznych podstaw techniki
analogowej. Pierwsza część kursu dotyczy liniowych i nieliniowych obwodów elektrycznych,
głównie o parametrach skupionych i ich analizy w stanie ustalonym metodami stało- i zmiennoprądowymi. Omówiono takŜe właściwości szeregowych i równoległych obwodów
rezonansowych. Kolejne zagadnienia prezentowane w kursie dotyczą metod analizy obwodów
w stanie nieustalonym, metod widmowych analizy obwodów oraz podstaw teorii obwodów o
parametrach rozłoŜonych.
•
Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin):
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
Liczba godzin
1. Wprowadzenie w zagadnienia obwodów analogowych – formalizacja
2
pojęcia obwodu i układu, podstawowe wielkości elektryczne i ich
1
jednostki, modele elementów elektrycznych.
2. Parametry statyczne i dynamiczne, liniowość, stacjonarność. Źródła
autonomiczne idealne i rzeczywiste, źródła sterowane
3. Obwody liniowe stałoprądowe – prawa Kirchhoffa, twierdzenia
Thevenina i Nortona, zasady superpozycji, wzajemności i dualizmu.
4. Metody analizy obwodów elektrycznych – metoda prądów oczkowych,
metoda potencjałów węzłowych.
5. Obwody liniowe przy pobudzeniu sinusoidalnym – związki napięciowoprądowe na elementach RLC, wielkości charakteryzujące przebiegi
sinusoidalne, pojęcie wskazu, metoda symboliczna analizy obwodów
6. Prawa Ohma i Kirchhoffa w postaci zespolonej. Moc przy pobudzeniu
sinusoidalnym – bilans i dopasowanie. Pojęcie wskazu, metoda wskazów
7. Podstawowe twierdzenia i zasady dla obwodów liniowych przy
pobudzeniu sinusoidalnym.
8. Obwody nieliniowe – metody analizy.
9. Podstawy teorii czwórników, opis macierzowy, parametry własne,
macierzowe i falowe, łączenie czwórników
10. Obwody rezonansowe – szeregowe i równoległe, obwody sprzęŜone –
podstawowe właściwości i parametry
11. Analiza obwodów w stanie nieustalonym – przekształcenie Laplace`a.
12. Analiza obwodów w stanie nieustalonym – operatorowe schematy
zastępcze, składowe swobodne i wymuszone, transmitancja operatorowa,
stabilność
13. Metody widmowe analizy obwodów – analiza przy pobudzeniu
okresowym, przekształcenie sygnałów przez układy liniowe.
14. Metody widmowe analizy obwodów – widmo amplitudowe i fazowe,
funkcje widmowe układu.
15. Podstawe informacje o obwodach o parametrach rozłoŜonych,
elementarne wiadomości o liniach długich.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
• Ćwiczenia - zawartość tematyczna: Rozwiązywanie zadań ilustrujących wykład m.in.
dotyczących podstawowych pojęć i postulatów techniki analogowej, stałoprądowej analizy
obwodów elektrycznych przy wykorzystaniu praw Ohma, Kirchhoffa, twierdzeń o
superpozycji, Thevenina lub Nortona oraz metod prądów oczkowych lub potencjałów
węzłowych, analizy obwodów sinusoidalnych za pomocą metody symbolicznej przy
wykorzystaniu praw Ohma, Kirchhoffa, twierdzeń o superpozycji, Thevenina lub Nortona
oraz metod prądów oczkowych lub potencjałów węzłowych, szeregowych i równoległych
obwodów rezonansowych, czwórników, analizy stanów nieustalonych w obwodach za pomocą
metody operatorowej przy wykorzystaniu praw Ohma, Kirchhoffa, twierdzeń o superpozycji,
Thevenina lub Nortona oraz metod prądów oczkowych lub potencjałów węzłowych.
•
Seminarium - zawartość tematyczna:
•
Laboratorium - zawartość tematyczna:
•
Projekt - zawartość tematyczna:
• Literatura podstawowa:
1. W. Wolski; Teoretyczne podstawy techniki analogowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, 2006
2. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. I, WNT, W-wa 2003
3. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. II, WNT, W-wa 2001
4. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. III, WNT, W-wa 2006
2
5. S. Bolkowski, Teoria obwodów elektrycznych, WNT, W-wa 2003
1.
2.
3.
4.
5.
• Literatura uzupełniająca:
T.S. Piotrowski, Elektrotechnika teoretyczna. Obwody prądu stałego, Wyd. Akademia
Morskiej w Gdyni, 2004
S. Bolkowski, W. Brociek, H. Rawa; Teoria obwodów elektrycznych - zadania, WNT, Wwa 2003
K. Cieślicki, A. Syrzycki; Zbiór zadań z elektrotechniki ogólnej, Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, 2003
Zbiór zadań z teorii obwodów, Część I i II, Pr. zbiorowa pod red. J. Szabatina i E. Śliwy,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2003
A. Hildebrandt, H. Sołtysik, A. Zieliński; Teoria obwodów w zadaniach, WNT, W-wa 1977
• Warunki zaliczenia: Ćwiczenia – pozytywne oceny z dwóch kolokwiów, wykład –
zdanie egzaminu pisemno-ustnego
* - w zaleŜności od systemu studiów
3
DESCRIPTION OF THE COURSES
•
Course code:
ETD 3062
•
Course title:
Analog Technique
•
Language of the lecturer:
Polish
Course form
Number
of hours/week*
Number
of hours/semester*
Form of the course
completion
ECTS credits
Total
Student’s
Workload
Lecture
2
Classes
2
exam
mark
2
70
3
130
Laboratory
Project
Seminar
•
Level of the course (basic/advanced): First-cycle studies, mode of study: full-time
studies, basic
•
Prerequisites: Mathematical Analysis, Electricity and Magnetism
•
Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: Andrzej Dziedzic, PhD, DSc,
Prof.
•
Names, first names and degrees of the team’s members:
Eugeniusz Prociów, MSc
•
Year:......II........ Semester:.........3.............
•
Type of the course (obligatory/optional): obligatory
Zdzisław Synowiec, PhD;
• Aims of the course (effects of the course): Study of basic ideas and theorems of
analog technology and skill of effective use of analysis methods` of linear electrical circuits
as well as basic nonlinear circuits in the time and frequency domain.
• Form of the teaching (traditional/e-learning): traditional
• Course description: The course is connected with theoretical bases of analog
technology. The first part of the course is related with linear and nonlinear electrical circuits,
mainly with discrete parameters and their analysis in steady state with the aid of DC and AC
methods. The properties of series and parallel resonance circuits are also discussed. The next
issues presented in the course are related with methods of circuit analysis under transient
condition, methods of spectral analysis of circuits and introduction to the theory of circuits
with distributed parameters
•
Lecture:
Particular lectures contents
Number of hours
16. Introduction to the theory of analog circuits – formulation of the
2
circuit and network concept, Basic electrical quantities and their
units, models of electrical components and devices.
17. Static and dynamic parameters, linearity, stationarity. Ideal and real
2
4
autonomous sources, controlled sources.
18. DC linear circuits – Kirchhoff laws, Thevenin and Norton theorems,
rules of superposition, mutuality and duality.
19. Methods of circuit analysis – method of loop analysis, method of
nodal analysis.
20. Linear circuits under sinusoidal excitation – current-voltage relations
for RLC components, quantities characteristic for sinusoidal waves,
concept of phasor, symbolic method of circuit analysis
21. Ohm and Kirchhoff laws in the complex form. Power under sinusoidal
excitation –balance and adjustment. Concept of phasor, phasor
method.
22. Basic theorems and rules for linear circuits under sinusoidal
excitation.
23. Nonlinear circuits – methods of analysis.
24. Principles of four-port networks, matrix description, self-, matrix and
wale parameters, connection of four-point networks.
25. Parallel and serial resonance circuits, coupled circuits – basic
properties and parameters.
26. Circuit analysis in transient state – Laplace transform.
27. Circuit analysis in transient state – equivalent operator circuits,
random and forced constituents, operator transmittance, stability.
28. Spectral methods of circuit analysis – analysis under periodical
excitation, transformation of signals by linear circuits.
29. Spectral methods of circuit analysis – amplitude and phase spectrum,
spectral functions of circuit.
30. Basic information about circuits with distributed parameters,
elementary information about transmission lines.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
• Classes – the contents: solving the problems illustrating lecture, for example
connected with basic ideas and postulates of circuit theory, DC analysis of electrical circuits
with the aid of Ohm and Kirchhoff laws, superposition, Thevenin and Norton theorems as well
as loop and nodal methods, AC analysis of sinusoidal electrical circuits by means of symbolic
method with the aid of Ohm and Kirchhoff laws, superposition, Thevenin and Norton
theorems as well as loop and nodal methods, parallel and serial resonance circuits, fourpoint networks, analysis of transient states by means of symbolic method with the aid of Ohm
and Kirchhoff laws, superposition, Thevenin and Norton theorems as well as loop and nodal
methods.
•
Seminars – the contents:
•
Laboratory – the contents:
•
Project – the contents:
•
Basic literature:
1. W. Wolski; Teoretyczne podstawy techniki analogowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, 2006
2. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. I, WNT, W-wa 2003
3. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. II, WNT, W-wa 2001
4. J. Osiowski, J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów, T. III, WNT, W-wa 2006
5. S. Bolkowski, Teoria obwodów elektrycznych, WNT, W-wa 2003
•
Additional literature:
5
1. T.S. Piotrowski, Elektrotechnika teoretyczna. Obwody prądu stałego, Wyd. Akademia
Morskiej w Gdyni, 2004
2. S. Bolkowski, W. Brociek, H. Rawa; Teoria obwodów elektrycznych - zadania, WNT, Wwa 2003
3. K. Cieślicki, A. Syrzycki; Zbiór zadań z elektrotechniki ogólnej, Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, 2003
4. Zbiór zadań z teorii obwodów, Część I i II, Pr. zbiorowa pod red. J. Szabatina i E. Śliwy,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2003
5. A. Hildebrandt, H. Sołtysik, A. Zieliński; Teoria obwodów w zadaniach, WNT, W-wa 1977
• Conditions of the course acceptance/credition: Classes – positive marks from two
colloquia, lecture – passing a written-oral exam
* - depending on a system of studies
6