Podstawy elektrotechniki, elektroniki i technik pomiarowych

Nazwa przedmiotu:
PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I TECHNIK POMIAROWYCH
Foundations of electrotechnics, electronics and measurement techniques
Kierunek:
Forma studiów: stacjonarne
Kod przedmiotu:
Rodzaj przedmiotu:
Poziom kwalifikacji:
obowiązkowy w ramach treści
kierunkowych, moduł kierunkowy
ogólny
I stopnia
C2_02
Rok: I
Semestr: II
Rodzaj zajęć:
Liczba godzin/tydzień:
Liczba punktów:
wykład, ćwiczenia
2WE, 2C
6 ECTS
Informatyka
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
I KARTA PRZEDMIOTU
CEL PRZEDMIOTU
C1. Zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami elektrycznymi, czynnymi i biernymi
elementami obwodów elektrycznych i ich własnościami. Wprowadzenie do elektroniki
poprzez poznanie własności elementów półprzewodnikowych i podstawowych układów
pracy.
C2. Nabycie przez studentów umiejętności w zakresie przeprowadzania analizy prostych i złożonych obwodów elektrycznych prądu stałego oraz zmiennego. Nabycie umiejętności
dokonywania pomiarów wielkości elektrycznych.
C3. Pogłębienie świadomości na temat zagrożeń wynikających z użytkowania urządzeń elektrycznych oraz wiedzy na temat zasad ich bezpiecznego użytkowania.
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1. Wiedza z zakresu matematyki i fizyki w zakresie szkoły średniej.
2. Znajomość jednostek podstawowych i pochodnych międzynarodowego układu miar SI.
3. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań
związanych z teorią obwodów, również przy użyciu liczb zespolonych.
4. Umiejętność prawidłowej interpretacji wyników.
5. Umiejętność pracy samodzielnej.
6. Znajomość podstawowych zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu urządzeń
elektrycznych.
7. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji
technicznej.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK 1 – posiada podstawową wiedzę teoretyczną z zakresu zjawisk elektrycznych
EK 2 – zna podstawowe wielkości elektryczne i parametry opisujące elementy czynne i bierne
obwodów,
EK 3 – potrafi zestawić układ pomiarowy do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych,
EK 4 – zna prawa opisujące związki pomiędzy wielkościami występującymi w zjawiskach
elektrycznych,
EK 5 – potrafi posługując się metodami obliczania obwodów elektrycznych prądu stałego i
zmiennego dokonać analizy obwodów nierozgałęzionych i rozgałęzionych.
EK 6 – posiada wiedzę na temat elementów półprzewodnikowych i układów scalonych,
EK 7 – potrafi dokonać analizy i syntezy podstawowych układów elektronicznych wzmacniających
i stabilizujących.
EK 8 – posiada wiedzę podstawową o układach analogowych i cyfrowych, liniowych i nieliniowych.
TREŚCI PROGRAMOWE
Forma zajęć – WYKŁADY
W 1 – Prąd elektryczny – definicje, źródła prądu i napięcia, jednostki, pojęcia pokrewne i
pochodne. Przewodniki elektryczne, rezystancja, konduktancja, obliczanie.
W 2 – Prąd stały. Praca i moc prądu elektrycznego – wzory, jednostki miar.
W 3 – Podstawowe prawa teorii obwodów. Obwody elektryczne nierozgałęzione –
analiza i synteza
W 4 – Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki. Stany pracy układów
elektrycznych.
W 5 – Pomiary wielkości elektrycznych.
W 6 – Obwody elektryczne rozgałęzione – metody obliczeń.
W 7 – Prąd zmienny. Wielkości charakteryzujące prąd sinusoidanie zmienny. Wykresy
wskazowe.
W 8 – Elementy bierne obwodów. Oznaczenia. Jednostki miar. Metody analizy.
W 9 – Podstawy metody symbolicznej liczb zespolonych analizy układów prądu
zmiennego
W 10 – Prawa teorii obwodów prądu przemiennego.
W 11 – Moce prądu zmiennego.
W 12 – Rezonansu prądów i napięć. Analiza obwodów sprzężonych magnetycznie.
W 13 – Elementy półprzewodnikowe: diody, tranzystory unipolarne i bipolarne,
tyrystory.
W 14 – Podstawowe konfiguracje pracy i połączeń elementów półprzewodnikowych.
W 15 – Wzmacniacze operacyjne i ich układy.
Forma zajęć – ĆWICZENIA
C 1 – Jednostki miar układu SI i jednostki pochodne, przedrostki jednostek
C 2 – Rezystancja i konduktancja. Układy złożone.
C 3 – Praca i moc pradu stałego
C 4 – Zastosowanie praw podstawowych elektrotechniki w obliczeniach
C 5 – Pomiary wielkości elektrycznych. Rozszerzanie zakresu pomiarowego.
C 6 – Obliczanie obwodów nierozgałęzionych prądu stałego.
C 7 – Obliczanie obwodów rozgałęzionych - cz. I
C 8 – Obliczanie obwodów rozgałęzionych - cz. II
C 9 – Prąd sinusoidalnie zmienny – metody prezentacji i opisu, parametry, jednostki.
C 10 – Elementy obwodów prądu zmiennego: kondensator i cewka indukcyjna.
C 11 – Analiza układu szeregowego RLC
C 12 – Analiza układu równoległego RLC
C 13 – Rezonans napięć i rezonans prądów.
C 14 – Praca i moce w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego
C 15 – Podstawowe układy półprzewodnikowe wzmacniające i stabilizujące napięcie.
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
2
1. – wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych
2. – ćwiczenia audytoryjne polegające na rozwiazywaniu zadań
3. – tablice matematyczne i fizyczne
4. – podstawowe normy elektryczne
5. – podręczniki i skrypty z elektrotechniki (teorii obwodów)
SPOSOBY OCENY ( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA)
F1. – ocena przygotowania z teorii
F2. – ocena stopnia zrozumienia teorii jako odzwierciedlenia rzeczywistości
F3. – ocena umiejętności interpretowania wyników
F4. – ocena aktywności podczas zajęć
P1. – ocena umiejętności zastosowania teorii do rozwiązywania zadań – zaliczenie na ocenę*
P2. – ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu – zaliczenie wykładu
(lub egzamin)
*) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen dwóch kolokwiów,
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Forma aktywności
Godziny kontaktowe z prowadzącym
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
30W 30C  60 h
Godziny konsultacji z prowadzącym
5h
Egzamin
3h
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą
27 h
Przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych
15 h
Wykonanie sprawozdań z realizacji zadań obliczeniowych i
10 h
problemowych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi)
Przygotowanie do kolokwiów/egzaminu
Suma
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach
wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o
charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i
projektowych
30 h

150 h
6 ECTS
2.7 ECTS
2.2 ECTS
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
1. R. Kurdziel „Elektrotechnika”, WNT 1999
2. S. Bolkowski „Teoria obwodów elektrycznych”, WNT 1998
3. P. Kaźmierkowski, J. Matysik, „Wstęp do elektroniki i energoelektroniki”, PWN,
Warszawa 2005
4. J. Czajewski, „Podstawy metrologii elektrycznej”, Wyd. Politechniki Warszawskiej,
2008
3
PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. dr inż. Tomasz Gałkowski [email protected]
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Efekt
kształcenia
Odniesienie
danego efektu do
efektów
zdefiniowanych
dla całego
programu (PEK)
Cele
przedmiotu
Treści
programowe
Narzędzia
dydaktyczne
EK1
K_W05
C1
W1-W5
1-5
EK2
K_W05
C1
W3-W15
1-5
C2
W3-W5
1-2, 5
C1,C2
W6-W12
1-2, 5
C1,C2
W6-W12
1-2, 5
C1,C2
W13-W15
1-2, 5
C1,C2
W13-W15
1-2, 5
C1,C2
W13-W15
1-2, 5
EK3
EK4
EK5
EK6
EK7
EK8
K_W05
K_U10
K_W05
K_U10
K_K02
K_W05
K_U10
K_W05
K_U10
K_W05
K_U10
K_W05
K_U10
Sposób
oceny
F1-F4
P1,P2
F1-F4
P1
F1-F4
P1
F1-F4
P1,P2
F1-F4
P1
F1-F4
P1,P2
F1-F4
P1
F1-F4
P1
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY
Efekt
Student opanował
wiedzę z podstaw
elektrotechniki, zna
prawa
elektrotechniki i
potrafi rozwiązywać
zadania z obwodów
rozgałęzionych
prądów stałych i
zmiennych
Efekt
Student zna
podstawowe
elementy
półprzewodnikowe,
elementarne układy
Na ocenę 2
Student nie
opanował wiedzy z
podstaw
elektrotechniki, zna
prawa
elektrotechniki i nie
potrafi rozwiązywać
zadanń z obwodów
rozgałęzionych
prądów stałych i
zmiennych
Na ocenę 3
Student słabo
opanował wiedzę z
podstaw
elektrotechniki, zna
prawa
elektrotechniki i
potrafi rozwiązywać
zadania z obwodów
rozgałęzionych
prądów stałych i
zmiennych
Na ocenę 4
Student opanował
wiedzę z podstaw
elektrotechniki, zna
prawa
elektrotechniki i
potrafi sprawnie
rozwiązywać zadania
z obwodów
rozgałęzionych
prądów stałych i
zmiennych
Na ocenę 5
Student bardzo
dobrze opanował
wiedzę z podstaw
elektrotechniki, zna
prawa
elektrotechniki i
potrafi sprawnie
rozwiązywać zadania
z obwodów
rozgałęzionych
prądów stałych i
zmiennych,
samodzielnie
poszerza swoją
wiedzę
Student nie zna
Student słabo
Student opanował
Student w sposób
podstawowych
opanował wiedzę o wiedzę o
rozszerzony
elementów
podstawowych
podstawowych
opanował wiedzę o
półprzewodnikowych elementach
elementach
podstawowych
elementarnych
półprzewodnikowych półprzewodnikowych elementach
układów diodowych, elementarnych
elementarnych
półprzewodnikowych
4
diodowe,
tranzystorowe i ze
wzmacniaczami
operacyjnymi
tranzystorowych i ze układach diodowych,
wzmacniaczami
tranzystorowych i ze
operacyjnymi
wzmacniaczami
operacyjnymi
układach diodowych,
tranzystorowych i ze
wzmacniaczami
operacyjnymi
elementarnych
układach diodowych,
tranzystorowych i ze
wzmacniaczami
operacyjnymi
Efekt
Student nie potrafi
Student słabo potrafi Student potrafi
Student potrafi
Student potrafi
zestawić
zestawić
zestawić
sprawnie zestawić
zestawić
podstawowych
podstawowe układy podstawowe układy podstawowe układy
podstawowe układy układów
pomiarowe prądu,
pomiarowe prądu,
pomiarowe prądu,
pomiarowe prądu,
pomiarowych prądu, napięcia, rezystancji i napięcia, rezystancji i napięcia, rezystancji i
napięcia, rezystancji i napięcia, rezystancji i mocy elektrycznej,
mocy elektrycznej,
mocy elektrycznej,
mocy elektrycznej,
mocy elektrycznej,
nie opanował całej
zna zasady
zna zasady
zna zasady
nie zna zasad
wiedzy.
rozszerzania
rozszerzania
rozszerzania
rozszerzania
zakresów
zakresów
zakresów
zakresów
pomiarowych
pomiarowych,
pomiarowych
pomiarowych
samodzielnie
uzupełnia swoja
wiedzę
Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty
kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające
ocenie wyższej
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE
1. Wszelkie informacje dla studentów (prezentacje do zajęć, instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych,
przykładowe aplikacje) dostępne są na stronie internetowej http://kik.pcz.pl/~tgalkowski, w
zakładce Dydaktyka.
2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć danego z
przedmiotu.
5