Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami, modelami elementów obwodów elektrycznych oraz metodami analizy obwodów elektrycznych prądu stałego, prądu sinusoidalnego i prądu okresowego niesinusoidalnego.

Ogólne informacje o zajęciach: Podstawowe pojęcia obwodu elektrycznego. Elementy obwodu elektrycznego. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa i ich wykorzystanie w obwodach prądu stałego. Przekształcenia obwodów prądu stałego. Metoda oparta na twierdzeniu Thevenina, metoda oparta na twierdzeniu Nortona. Równoważność twierdzenia Thevenina i Nortona. Metoda potencjałów węzłowych. Metoda prądów oczkowych. Zasada superpozycji. Bilans mocy. Dopasowanie odbiornika do źródła. Parametry sygnału sinusoidalnego. Metoda symboliczna z wykorzystaniem liczb zespolonych. Pojęcie impedancji. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa w postaci zespolonej. Analiza obwodów RLC w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym Wykresy wektorowe obwodów. Moc chwilowa w obwodach RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym. Moc czynna, moc bierna, moc pozorna zespolona. Energia magazynowana w cewce i kondensatorze. Rzeczywiste modele cewki i kondensatora. Metody analizy złożonych obwodów RLC w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym. Analiza obwodów sprzężonych magnetycznie. Rezonans w obwodach elektrycznych: rezonans szeregowy i rezonans równoległy. Analiza obwodów przy wymuszeniu okresowym, niesinusoidalnym. Moc przy przebiegach okresowych, niesinusoidalnych. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniu niesinusoidalnym szereg Fouriera, wartość skuteczna napięcia i prądu niesinusoidalnego, moc przy przebiegach niesinusoidalnych, metodyka rozwiązywania obwodów. Układy trójfazowe napięcia fazowe i międzyfazowe, analiza układów symetrycznych i niesymetrycznych, pomiar mocy w układach trójfazowych, składowe symetryczne w układach trójfazowych. Analiza stanów nieustalonych w obwodach liniowych: prawa komutacji, równanie stanu i równanie odpowiedzi układu, rozwiązywanie równania stanu. Metody analizy obwodów liniowych w stanie nieustalonym - metoda klasyczna, metoda zmiennych stanu. Przekształcenie Laplace'a. Wykorzystanie rachunku operatorowego do rozwiązywania obwodów RL, RC i RLC w stanie nieustalonym. Transmitancja operatorowa i charakterystyki częstotliwościowe.

Materiały dydaktyczne: http://pei.prz.edu.pl/dydaktyka.html

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Bolkowski S.	Teoria obwodów elektrycznych	Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa.	2017
2	Bolkowski S., Brociek W., Rawa H.	Teoria obwodów elektrycznych. Zadania	Wydaw. WNT.	2015
3	Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.	Teoria obwodów	Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.	2013
4	Osiowski J., Szabatin J.	Podstawy teorii obwodów,Tom 1 Tom 2	PWN, Warszawa.	2016
5	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody i Sygnały	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2017
6	Szczepański A., Trojnar M.	Teoria sygnałów i obwodów elektrycznych. Symulacja komputerowa	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2017
7	Drałus G., Masłowski G.	Sygnały i systemy. Materiały pomocnicze	Oficyna Wydwnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2013
8	Gołębiowski L., Gołębiowski M.	Obwody elektryczne	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów.	2012
9	Alexander C. K., Sadiku M. N. O.	Fundamentals of Electric Circuits, Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 5th edition	USA.	2012
10	Robbins A. H., Miller W. C.	Circuit Analysis. Theory and Practice, Delmar, Cengage Learning, 5th edition	USA.	2013

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Bolkowski S., Brociek W., Rawa H.	Teoria obwodów elektrycznych – zadania	Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.	2015
2	Trojnar M.	Obwody i Sygnały cz.1. Zbiór zadań	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2013
3	R. Dmytryszyn, M. Gołębiowski, W. Posiewała, M. Trojnar	Obwody i Sygnały cz.1	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
4	Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.	Teoria obwodów	Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.	2013
5	Kuzora I. (red.)	Sygnały i układy. Zbiór zadań, Wyd. III	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2001
6	Bajorek J., Kubaszek A., Masłowski G.	Sygnały i układy. Laboratorium, Wyd. II	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	1999
7	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody i Sygnały. Zbiór zadań	Oficyna Wydawnicza. Politechniki Rzeszowskiej.	2005
8	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody i Sygnały. Laboratorium komputerowe. Instrukcje do ćwiczeń, Wyd. II	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
9	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody i Sygnały cz. 2. Laboratorium komputerowe. Instrukcje do ćwiczeń	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2012
10	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody elektryczne. Symulacja komputerowa wybranych zagadnień	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2006

Literatura do samodzielnego studiowania

1

Literatura podana wyżej

a także materiały w Internecie

.

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Rozwiązywanie równań algebraicznych i różniczkowych, funkcje trygonometryczne, liczby zespolone i funkcje zmiennej zespolonej, podstawowe prawa fizyki elektryczności i magnetyzmu

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Ma wiedzę w zakresie równań matematycznych, funkcji trygonometrycznych, liczb zespolonych oraz podstawowych praw fizyki elektryczności i magnetyzmu.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Potrafi rozwiązywać równania liniowe, operować z liczbami zespolonymi, rozwiązywać proste równania różniczkowe

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	potrafi efektywnie stosować narzędzia analizy obwodów prądu stałego	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, kolokwium, sprawozdanie z laboratorium, test pisemny, egzamin.	K_W09++ K_U13+ K_K01++	P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG
02	potrafi efektywnie stosować narzędzia analizy obwodów prądu sinusoidalnego	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, kolokwium, sprawozdanie z laboratorium, test pisemny, egzamin.	K_W09++ K_U13+ K_K01++	P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG
03	potrafi efektywnie stosować narzędzia analizy obwodów prądu okresowego niesinusoidalnego	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, kolokwium, sprawozdanie z laboratorium, test pisemny, egzamin.	K_W09++ K_U13+ K_K01++	P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG
04	potrafi efektywnie stosować narzędzia analizy obwodów trójfazowych	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, kolokwium, sprawozdanie z laboratorium, test pisemny, egzamin.	K_W09++ K_U13+ K_K01++	P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG
05	potrafi efektywnie stosować narzędzia analizy obwodów w stanie nieustalonym	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, kolokwium, sprawozdanie z laboratorium, test pisemny, egzamin.	K_W09++ K_U13+ K_K01++	P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
2	TK01	Program przedmiotu. Zasady zaliczania. Literatura przedmiotu. Pole elektryczne i magnetyczne. Podstawowe pojęcia i elementy obwodu elektrycznego. Prawa Kirchhoffa i prawo Ohma i ich zastosowanie do analizy obwodów prądu stałego.	W01, W02, L01	MEK01
2	TK02	Twierdzenie Thevenina i Nortona. Metoda superpozycji. Metoda prądów oczkowych i metoda potencjałów węzłowych. Bilans mocy w obwodach prądu stałego. Napięcia i prądy sinusoidalnie zmienne.	W03, W04, W05, L02, L03	MEK01
2	TK03	Analiza obwodów RLC metodą liczb zespolonych, wykresy wektorowe obwodów. Moc w obwodach RLC, bilans mocy. Energia magazynowana w cewce i kondensatorze. Rezonans w obwodach elektrycznych: rezonans szeregowy i rezonans równoległy. Obwody sprzężone magnetycznie.	W06, W07, L04, L05	MEK01 MEK02
2	TK04	Obwody liniowe przy przebiegach okresowych niesinusoidalnych - szereg Fouriera, zasada superpozycji. Wartość skuteczna prądu i moce przy przebiegach okresowych niesinusoidalnych.	W08, W09, L06	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK05	Obwody wielofazowe. Obwody trójfazowe symetryczne i niesymetryczne. Wyższe harmoniczne w obwodach trójfazowych.	W10, W11, W12, L07	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04
2	TK06	Stany nieustalone w obwodach RC, RL i RLC. Zmienne stanu i równanie stanu. Przekształcenie Laplace'a i transmitancja układu.	W13, W14, W15, L08	MEK01 MEK02 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 2)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)	Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 5.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 2)	Przygotowanie do egzaminu: 30.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Na podstawie obecności i aktywności na wykładach. Egzamin pisemny i ewentualnie dodatkowy egzamin dla osób, które otrzymają liczbę punktów bliską liczbie punktów gwarantujących ocenę dostateczną (osoby, których pisemne prace egzaminacyjne otrzymały pozytywne oceny i które posiadały dobre wyniki zaliczenia laboratorium mogą być zwolnione z laboratorium). Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia Laboratorium.
Laboratorium	Warunkiem zaliczenia Laboratorium jest uzyskanie pozytywnych wyników wszystkich sprawdzianów (kolokwia) oraz zrealizowanie wszystkich przewidzianych w semestrze zajęć laboratoryjnych oraz wykonanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych.
Ocena końcowa	Uzależniona od wyników egzaminu pisemnego i/lub ustnego, obecności i aktywności na wykładach, ocen za sprawdziany (kolokwia) i sprawozdania uzyskane w ramach zajęć laboratoryjnych.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	Stanowisko probierczo-pomiarowe do badań wysokonapięciowych impedancji, rezystywności i odporności materiałów kompozytowych oraz sposób badania wysokonapięciowych impedancji, rezystywności i odporności materiałów kompozytowych	2023
2	P. Baranski; W. Gajda; G. Karnas; G. Masłowski	Spectral domain analysis of preliminary breakdown pulse train activity during leader electric field signatures of positive cloud-to-ground flash incidents recorded during 2019 thunderstorm season in central part of Poland	2023
3	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; J. Królczyk; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	A new method to electrical parameters identification of carbon fiber reinforced composites using lightning disturbances corresponding to subsequent return strokes	2022
4	P. Barański; G. Karnas; G. Masłowski	A New Method for Modeling and Parameter Identification of Positively Charged Downward Lightning Leader Based on Remote Lightning Electric Field Signatures Recorded in the ELF/MF Range and 3D Doppler Radar Scanning Data	2022
5	G. Karnas	Computation of Lightning Current from Electric Field Based on Laplace Transform and Deconvolution Method	2021
6	G. Karnas	Rejestracje zjawisk piorunowych na stacji obserwacyjnej w Rzeszowie	2021
7	K. Bulanda; K. Filik; G. Karnas; G. Masłowski; M. Oleksy; R. Oliwa	Testing of Conductive Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites Using Current Impulses Simulating Lightning Effects	2021
8	K. Filik; G. Karnas	A low-cost ELF-MF orthogonal sensor and preamplifier dedicated for wide range lightning magnetic field registration	2020
9	P. Barański; G. Karnas; G. Masłowski	A novel algorithm for determining lightning leader time onset from electric field records and its application for lightning channel height calculations	2020