Zasilanie urządzeń elektronicznych

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 10/+ ; L 8/z ; Razem: 18

Obwody i sygnały elektryczne / wymagania wstępne: znajomość praw obowiązujących w obwodach elektrycznych.

Elementy elektroniczne / wymagania wstępne: własności podstawowych elementów półprzewodnikowych

Układy analogowe / wymagania wstępne: analiza schematów elektrycznych

Semestr: VI

Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja

Specjalności: Inżynieria systemów bezpieczeństwa, Systemy informacyjno-pomiarowe

dr inż. Zbigniew Watral

aktywność/obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 10

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 15

3. Udział w laboratoriach / 8

4. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów i opracowanie sprawozdań / 16 godz.

5. Udział w konsultacjach / 6

6. Przygotowanie do zaliczenia / 3

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 58 / 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.=24 / 1 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 3.+4.=24 / 1 ECTS

Źródła energii elektrycznej prądu stałego i przemiennego. Zasilacze prądu stałego i ich elementy składowe: transformatory, prostowniki, filtry wygładzające pasywne i aktywne, stabilizatory napięcia o pracy ciągłej i impulsowej. Powielacze napięcia stałego. Układy zabezpieczeń nadprądowych. Przetwornice napięcia stałego. Falowniki. Zasilanie rezerwowe i awaryjne.

Wykłady/metody dydaktyczne: werbalno-wizualna prezentacja treści programowych w postaci prezentacji w PowerPoint:

Tematy kolejnych zajęć:

1. Źródła energii elektrycznej prądu stałego:

Chemiczne źródła energii elektrycznej, ogniwa pierwotne–budowa i zasada działania ogniwa Leclanchego, ogniwa wtórne – budowa i zasada działania akumulatora kwasowego, porównanie własności chemicznych źródeł energii / 2h

2. Źródła energii elektrycznej prądu przemiennego:

Prądnica synchroniczna jako źródło energii elektrycznej prądu przemiennego, budowa i zasada działania, charakterystyki biegu jałowego i zewnętrzne, synchronizacja prądnicy z siecią, współpraca prądnicy z siecią / 1h

3. Odnawialne źródła energii elektrycznej:

Wykorzystanie energii słonecznej i wiatrowej w układach zasilania, systemy fotowoltaiczne i elektrownie wiatrowe jako ekologiczne źródła energii elektrycznej, ogniwa paliwowe – zasady budowy i działania oraz kierunki rozwoju / 1h

4. Transformatory w układach zasilających:

Przeznaczenie, budowa i zasada działania transformatora jednofazowego, stany pracy i zmienność napięcia wyjściowego, straty i sprawność. Pojęcie transformatora trójfazowego i autotransformatora / 1h

5. Układy prostownicze i filtry wygładzające:

Przeznaczenie i podział prostowników, układy jednokierunkowe i dwukierunkowe, podstawowe zależności przy obciążeniu rezystancyjnym, wpływ charakteru obciążenia na pracę układów prostowniczych. Elementy RLC w filtrach wygładzających, układy filtrów / 1h

6. Stabilizatory napięcia stałego:

Podział stabilizatorów i ich przeznaczenie, stabilizator parametryczny, stabilizatory kompensacyjne o działaniu ciągłym i impulsowym – zasada działania i własności, zabezpieczenia nadprądowe / 1h

7. Przetwornice DC-DC:

Pojęcie przetwornicy DC/DC, cel i obszary zastosowań, podział przetwornic ich budowa i zasada działania, przykładowe rozwiązania przetwornic napięcia stałego / 1h

8. Przetwornice DC-AC, falowniki:

Sposoby przetwarzania napięcia stałego w napięcie przemienne, konfiguracje i zasada działania układów falownikowych, dziedziny zastosowań i przykłady rozwiązań / 1h

9. Układy zasilania awaryjnego:

Zespoły prądotwórcze, jako niezależne źródła energii elektrycznej prądu przemiennego, rodzaje zakłóceń występujące w sieciach elektrycznych, wymagania stawiane źródłom zasilania, podział i zastosowanie oraz własności zasilaczy awaryjnych / 1h

Laboratoria /metody dydaktyczne: zastosowania praktyczne poznawanych zagadnień.

Tematy kolejnych zajęć:

1) Badanie zasilacza prądu stałego / 4h

2) Badanie zasilaczy UPS / 4h

podstawowa:

-Joseph J. Carr, Zasilacze urządzeń elektronicznych. Przewodnik. BTC, 2004.

-A. Borkowski, Zasilanie urządzeń elektronicznych, WKŁ, 1990.

-O. Ferenczi, Zasilanie układów elektronicznych. Zasilacze ze stabilizatorami o pracy ciągłej. Przetwornice DC-DC, WNT, 1988.

-O. Ferenczi, Zasilanie układów elektronicznych. Zasilacze impulsowe, WNT, 1989.

-W. M. Lewandowski, Proekologiczne Odnawialne Źródła Energii, WNT, 2010.

uzupełniająca:

-J. Paska, Wytwarzanie energii elektrycznej, WNT, 2005.

-S. Januszewski i inni, Energoelektronika, WSiP, 2004.

-A. Czerwiński, Akumulatory baterie ogniwa, WKŁ, 2005.

-Z. Lubośny, Elektrownie wiatrowe w systemie elektroenergetycznym. WNT, 2006.

-M. Wacławek, T. Rodziewicz, Ogniwa słoneczne, WNT, 2011.

W1 / zna podstawowe zasady konwersji innych postaci energii na energię elektryczną prądu przemiennego lub stałego, podstawowe układy do transformacji energii elektrycznej prądu przemiennego na energię prądu stałego z wykorzystaniem niestabilizowanych i stabilizowanych zasilaczy prądu stałego o regulacji ciągłej i impulsowej. / K_W12

W2 / zna podstawowe konfiguracje zasilaczy bezprzerwowych (UPS), przetwornic DC/DC, falowników oraz typy ogniw pierwotnych i wtórnych stosowanych do zasilania urządzeń mobilnych oraz jako źródło rezerwowe w układach zasilania awaryjnego. / K_W10

U1 / potrafi właściwie dobrać rodzaj ogniwa chemicznego oraz rodzaj zasilacza prądu stałego do wymagań zasilanego odbiornika. / K_U16

U2 / potrafi oszacować straty mocy i sprawność podstawowych elementów układów elektrycznych. / K_U15

K1 / umie współpracować w zespole i ma świadomość wynikającej z tego odpowiedzialności. / K_K04

Przedmiot jest zaliczany na podstawie kolokwium przeprowadzanego w formie pisemno-ustnej, obejmującego całość programu przedmiotu. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest również zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest wykonanie praktyczne i zaliczenie sprawozdań ze wszystkich ćwiczeń na ocenę pozytywną zgodnie z regulaminem obowiązującym w laboratorium. Ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią ocen otrzymaną z poszczególnych ćwiczeń.

efekty W1, W2 - są sprawdzenie podczas zaliczenia;

efekty U1, U2 i K1– sprawdzane są podczas zajęć laboratoryjnych.