Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami analizy obwodów elektrycznych prądu stałego, prądu sinusoidalnie zmiennego oraz prądu okresowego niesinusoidalnego.

Ogólne informacje o zajęciach: Podstawowe pojęcia obwodu elektrycznego. Elementy obwodu elektrycznego. Prawa Kirchhoffa. Rozwiązywanie równań Kirchhoffa dla obwodów prądu stałego Przekształcenia obwodów prądu stałego. Parametry sygnału sinusoidalnego. Metoda symboliczna liczb zespolonych analizy obwodów RLC w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym. Prawa Kirchhoffa dla wartości symbolicznych prądów i napięć. Wykresy wektorowe obwodów. Moc chwilowa w obwodach RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym. Moc czynna, moc bierna, moc pozorna zespolona. Bilans mocy. Energia magazynowana w cewce i kondensatorze. Rzeczywiste modele cewki i kondensatora. Dopasowanie odbiornika do źródła. Metody analizy złożonych obwodów RLC w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym: metoda równań Kirchhoffa, metoda oparta na twierdzeniu Thevenina, metoda oparta na twierdzeniu Nortona. Równoważność twierdzenia Thevenina i Nortona. Metoda potencjałów węzłowych. Metoda prądów oczkowych. Zasada superpozycji. Analiza obwodów sprzężonych magnetycznie. Rezonans w obwodach elektrycznych: rezonans szeregowy i rezonans równoległy. Analiza obwodów przy wymuszeniu okresowym, niesinusoidalnym. Moc przy przebiegach okresowych, niesinusoidalnych.

Materiały dydaktyczne: Materiały dydaktyczne (pliki do zajęć laboratoryjnych) dostępne na stronie: http://pei.prz.edu.pl/

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.	2023
6	Szczepański A., Trojnar M.	Teoria sygnałów i obwodów elektrycznych. Symulacja komputerowa	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2017

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Szczepański A., Trojnar M.	Obwody i Sygnały. Laboratorium komputerowe. Instrukcje do ćwiczeń.	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2017
2	Dmytryszyn R., Gołębiowski M., Posiewała W., Trojnar M.	Obwody i Sygnały cz.1	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
3	Trojnar M.	Obwody i Sygnały cz.1. Zbiór zadań	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2023
4	Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.	Teoria Obwodów	Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.	2013
5	Bolkowski S., Brociek W., Rawa H.	Teoria obwodów elektrycznych – zadania	Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.	2015

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, funkcje trygonometryczne, liczby zespolone. Podstawowe prawa fizyki elektryczności i magnetyzmu. Rejestracja Studenta na aktualny semestr studiów.

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

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Potrafi rozwiązywać równania liniowe, operować z liczbami zespolonymi, wykonywać różniczkowanie prostych równań

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 rozwiązywać analitycznie i za pomocą programów komputerowych obwody elektryczne i elektroniczne prądu stałego	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	kolokwium	K_W03++ K_W23++ K_U01++ K_U05++ K_U26+++ K_K01+ K_K03+	P6S_KK P6S_KR P6S_UU P6S_UW P6S_WG
02	Potrafi rozwiązywać analitycznie i za pomocą programów komputerowych obwody elektryczne i elektroniczne prądu sinusoidalnie zmiennego, przy użyciu liczb zespolonych, operacji na funkcjach trygonometrycznych, całkowania i różniczkowania i rozwiązywania równań algebraicznych.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	kolokwium	K_W03+ K_U05++ K_K03+	P6S_KR P6S_UU P6S_WG
03	Potrafi rozwiązywać analitycznie i za pomocą programów komputerowych obwody elektryczne prądu okresowego niesinusoidalnego.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium	kolokwium	K_W23+ K_U05+ K_K03+	P6S_KR P6S_UU 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
1	TK01	Zasady zaliczenia modułu. Literatura. Rys historyczny (Ohm, Volt, Amper, Kirchhoff, Faraday i inni). Jednostki miar w elektrotechnice. Podstawowe pojęcia (ładunek, napięcie, prąd, moc, energia). Klasyfikacja i podział elementów, sygnałów i obwodów elektrycznych. Elementy obwodu. Łączenie szeregowe i równoległe elementów. Wyznaczanie rezystancji zastępczej obwodu. Prąd stały. Prawo Ohma i Prawa Kirchhoffa. Przekształcenie gwiazda – trójkąt. Obliczanie rozpływu prądów w gałęziach obwodów i spadków napięć na elementach. Rzeczywiste i idealne źródła Napięcia i prądu, niesterowane i sterowane. Zamiana rzeczywistego źródła napięcia na rzeczywiste źródło prądu (i odwrotnie). Zasada równoważności obwodów. Dzielniki oporowe napięcia i prądu. Zasada dualności, superpozycji i kompensacji. Bilans mocy. Dopasowanie odbiornika do źródła. Sprawność rzeczywistych źródeł prądu i napięcia. Twierdzenie Thevenina. Twierdzenie Nortona. Metoda praw Kirchhoffa, metoda oczkowa i metoda węzłowa. Przenoszenie źródeł (tw. Vaschy'ego). Przykłady obliczania obwodów prądu stałego przy zastosowaniu omówionych metod, zasad i twierdzeń.	W01-W08, C01-C07 L01,L02	MEK01
1	TK02	Obwody liniowe prądu sinusoidalnie zmiennego. Parametry sygnału harmonicznego i jego opis symboliczny. Związki pomiędzy napięciem i prądem dla elementów R, L i C. Pojęcie Impedancji, reaktancji, susceptancji. Wektory wirujące. Metoda symboliczna amplitud zespolonych. Podstawowe prawa w postaci zespolonej. Modyfikacja metod analizy obwodów prądu stałego do analizy obwodów prądu zmiennego. Moc czynna, bierna i pozorna. Współczynnik mocy. Zjawisko rezonansu w układach elektrycznych. Rezonans szeregowy i równoległy. Pojęcie dobroci układu rezonansowego. Przykłady obliczeniowe. Obwody ze Sprzężeniami magnetycznymi. Współczynnik sprzężenia. Indukcyjność własna i wzajemna. Sprzężenie dodatnie i ujemne. reguły eliminacji sprzężeń magnetycznych. Analiza obwodów ze sprzężeniami. Obliczanie obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego przy zastosowaniu omówionych metod, zasad i twierdzeń (zastosowanie liczb zespolonych).	W09-W12, C07-C11, L03, L06, L07, L08	MEK02
1	TK03	Analiza obwodów przy wymuszeniach okresowych niesinusoidalnych. Przykłady sygnałów okresowych. Odwzorowanie sygnałów okresowych za pomocą Szeregu Fouriera. Wielkości charakteryzujące sygnały okresowe. Moc czynna, bierna, pozorna, odkształcenia. Analiza obwodów z sygnałami okresowymi niesinusoidalnymi - przykłady obliczeniowe.	W13-W15, C12-C15, L04	MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 1)	Przygotowanie do kolokwium: 4.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 4.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 1)	Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 15.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 4.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 1)	Przygotowanie do laboratorium: 4.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 8.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 1)	Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 1)	Przygotowanie do zaliczenia: 10.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 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 oraz wyników testu na ostatnim wykładzie.
Ćwiczenia/Lektorat	Na podstawie obecności, aktywności oraz pozytywnych wyników wszystkich sprawdzianów podczas ćwiczeń.
Laboratorium	Warunkiem zaliczenia Laboratorium (zarówno części komputerowej, jak i części zjawiskowej) jest uzyskanie pozytywnych wyników wszystkich sprawdzianów (kolokwia) oraz zrealizowanie wszystkich przewidzianych w semestrze zajęć laboratoryjnych oraz wykonanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych.
Ocena końcowa	Zaliczenie przedmiotu dokonuje się na podstawie: obecności na zajęciach; pozytywnie ocenionych sprawozdań z zajęć laboratoryjnych, pozytywnych wyników sprawdzianów realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych, podczas ćwiczeń oraz wykładu; aktywności na zajęciach.

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