Elektrotechnika i elektronika II

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W: 24/x (12/x)*; C: 14/- (4/-)*; L: 46/-, (36/-)*; razem: 84 (52)* godz., 7 pkt ECTS

* dotyczy studiów niestacjonarnych

Elektrotechnika i elektronika I / podstawowa wiedza z elektrotechniki i elektroniki;

Metrologia / znajomość zasad pomiaru wielkości elektrycznych oraz obliczania niepewności pomiarowych.

semestr trzeci / mechatronika / wszystkie specjalności

Prof. dr hab. inż. Jerzy MŁOKOSIEWICZ

Dr inż. Jan SZCZURKO

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 24 godz. (12 godz.)*

2. Udział w ćwiczeniach / 14 godz. (4 godz.)*

3. Udział w laboratoriach / 46 godz. (36 godz.)*

4. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 40 (50 godz.)*

5. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 20 godz. (24 godz.)*

6. Samodzielne przygotowanie do laboratorium / 40 godz. (45 godz.)*

7. Udział w konsultacjach (ćwiczenia, laboratoria, wykłady) / 12 godz. (14 godz.)*

8. Przygotowanie do egzaminu / 15 godz.

9. Przygotowanie do zaliczenia ćwiczeń / 10 godz.

10. Udział w egzaminie / 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 213 godz./ 7 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+7+10): 98 godz./ 3,5 ECTS

(68 godz./ 2,5 ECTS)*

Zajęcia powiązane z działalnością naukową:90 godz./ 3 ECTS

* oznacza kalkulację dla studenta studiów niestacjonarnych

Moduł obejmuje analizę obwodów trójfazowych oraz prądów okresowych niesinusoidalnych. Podstawy filtrów elektrycznych. Budowę i zasadę działania maszyn elektrycznych prądu stałego i przemiennego. Wiadomości o działaniu prądu elektrycznego na organizm ludzki oraz zasady ochrony przeciwporażenionej w instalacjach i urządzeniach elektrycznych. Wiadomości o elementach elektronicznych: tranzystorach unipolarnych. Budowie, zasadzie działania układów nieliniowych i ich zastosowaniu. Złożonych układów elektronicznych: prostownikach sterowanych, zasilaczach impulsowych, przetwornikach A/C i C/A

Wykład / metoda werbalno-wizualna

1. Obwody trójfazowe/ 2 / 1*

Układ gwiazdowy czteroprzewodowy i trójprzewodowy przy obciążeniach symetrycznych i niesymetrycznych. Moc zespolona w obwodach trójfazowych. Poprawa współczynnika mocy.

2. Maszyny elektryczne prądu stałego / 2 / 1*

Obcowzbudna i szeregowo-bocznikowa maszyna prądu stałego. Charakterystyki biegu jałowego i obciążenia prądnic prądu stałego. Rozruch i charakterystyki mechaniczne silników. Regulacja prędkości obrotowej silników prądu stałego.

3. Transformator / 2 / 1*

Stany pracy transformatora: jałowy, obciążenia, zwarcia doświadczalnego i zwarcia awaryjnego. Charakterystyki i wykresy wskazowe. Straty i sprawność transformatora. Autotransformatory . Transformatory trójfazowe.

4. Maszyny elektryczne prądu przemiennego / 2 / 1*

Rozruch i charakterystyki mechaniczne silników trójfazowych: asynchronicznego i synchronicznego. Regulacja prędkości obrotowej. Silnik indukcyjny jednofazowy. Prądnica synchroniczna.

5. Prądy okresowe niesinusoidalne / 1 / 1*

Szeregi trygonometryczne w analizie prądu okresowo niesinusoidalnego. Widma amplitudowe i fazowe. Metody analizy obwodów elektrycznych o prądach i napięciach niesinusoidalnych.

6. Maszyny elektryczne specjalnego przeznaczenia (prądnice tachometryczne, łącza selsynowe, amplidyna) / 1 / 0*

Maszyny elektryczne przekazywania kątów i przykłady zastosowania. Elektryczny wzmacniacz maszynowy. Stabilizacja napięcia i SZ w amplidynie. Prądnice tachometryczne. Przykłady zastosowania maszyn elektrycznych specjalnego przeznaczenia w UAR.

7. Filtry rezystancyjno-reaktancyjne, podstawowe parametry i charakterystyki / 1 / 0*

Transmitancja filtru. Charakterystyki amplitudowo-fazowe. Pasmo przenoszenia.

8. Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach i urządzeniach elektrycznych / 1 / 1*

Podział napięć i układy sieciowe. Wymagania techniczne stawiane środkom ochrony przeciwporażeniowej w świetle ustaw normatywnych. Wyłączniki przeciwporażeniowe. Metody pomiarów rezystancji uziemień.

9. Wybrane elementy elektroniczne (tranzystory unipolarne) / 1 / 0*

Podstawowe parametry i charakterystyki tranzystora unipolarnego złączowego z kanałem typu p i n. Schematy zastępcze.

10. Wzmacniacz z tranzystorem unipolarnym / 2 / 1*

Układy zasilania tranzystora unipolarnego złączowego. Podstawowe konfiguracje wzmacniacza, parametry i charakterystyki.

11. Nieliniowe układy ze wzmacniaczami operacyjnymi / 2 / 1*

Układy: ogranicznika amplitudy, układ logarytmujący i wykładniczy. Budowa zasada, zastosowanie.

12. Układy ze wzmacniaczami operacyjnymi i dodatnim sprzężeniem zwrotnym / 1 / 1*

Podstawowe układy z dodatnim sprzężeniem zwrotnym - generatory, komparatory. Parametry i charakterystyki.

13. Filtry aktywne / 1 / 0*

Budowa podstawowych układów filtrów ze wzmacniaczem operacyjnym. Parametry i charakterystyki.

14. Wzmacniacze mocy / 2 / 1*

Wzmacniacze mocy pojęcia podstawowe, specyficzne wymagania stawiane wzmacniaczom mocy, parametry, charakterystyki, klasy pracy. Podstawowe układy tranzystorowych wzmacniaczy mocy.

15. Stabilizatory napięcia / 1 / 1*

Podstawowe układy stabilizatorów napięcia o działaniu ciągłym. Stabilizatory parametryczne i kompensacyjne. Parametry i charakterystyki.

16. Przetwornik A/C i C/A / 2 / 1*

Podstawowe zasady przetwarzania A/C i C/A. Parametry charakterystyki przetwornika A/C. Zasada funkcjonowania wybranego scalonego przetwornika wg schematu funkcjonalnego.

Ćwiczenia rachunkowe i schematowe/ metoda werbalno - praktyczna

1. Analiza obwodów trójfazowych / 2 / 1*

Obliczenia parametrów typowych obwodów trójfazowych i różnych obciążeniach, wyznaczanie wykresów wskazowych.

2. Obliczanie wielkości charakteryzujących transformator w różnych rodzajach pracy / 2 / 0*

Na podstawie danych katalogowych typowego transformatora obliczanie parametrów charakteryzujących jego pracę.

3. Obliczanie podstawowych parametrów filtrów elektrycznych / 2 / 0*

Obliczanie parametrów elementów filtru tak aby osiągnąć określoną charakterystykę częstotliwościową. Wykorzystywanie danych katalogowych elementów elektronicznych.

4. Analiza obwodów liniowych przy wymuszeniach odkształconych / 2 / 0*

Obliczanie odpowiedzi typowych układów RC, LC i RLC przy różnych wymuszeniach.

5. Obliczanie obwodów przeciwporażeniowych / 2 / 1*

Obliczanie wielkości w obwodach przeciwporażeniowych w typowych sytuacjach występujących w sieci zasilającej 230 V.

6. Analiza wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym oraz tranzystorowego wzmacniacza mocy / 2 / 1*

Obliczanie parametrów wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym oraz tranzystorowego wzmacniacza mocy pracującego w klasie A, przy wykorzystaniu danych katalogowych.

7. Obliczanie parametrów i wyznaczanie charakterystyk układów ze wzmacniaczem operacyjnym / 2 / 1*

Obliczanie parametrów ogranicznika amplitudy, filtru aktywnego oraz komparatory z wykorzystaniem danych katalogowych elementów i układów elektronicznych.

Laboratoria /metoda praktyczna

1. Badanie obwodów elektrycznych przy prądzie stałym / 2 / 2*

Pomiar napięcia i natężenia prądu miernikami analogowymi i cyfrowymi, określanie niepewności pomiarowej.

2. Badanie obwodów RLC w stanach nieustalonych / 2 / 2*

Pomiary napięć w obwodach RLC stanach nieustalonych dla różnych parametrów obwodu.

3. Pomiary parametrów napięcia przemiennego. Pomiary oscyloskopem / 2 / 2*

Pomiary parametrów napięcia przemiennego (wartość skuteczna, amplituda, okres) przy wykorzystaniu różnych mierników oraz oscyloskopu.

4. Badanie obwodów rozgałęzionych i nierozgałęzionych przy prądzie przemiennym / 2 / 2*

Pomiary napięcia i natężenia prądu w obwodzie, sprawdzenie podstawowych praw dla obwodu prądu przemiennego.

5. Badanie obwodów rezonansowych / 2 / 2*

Pomiary napięć i prądów w obwodach RLC dla różnych częstotliwości, wyznaczanie charakterystyk obwodu rezonansowego.

6. Pomiary RLC / 2 / 2*

Pomiary rezystancji, pojemności i indukcyjności. Wyznaczanie niepewności pomiarowych.

7. Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów / 2 / 2*

Określanie i pomiary parametrów diod i tranzystorów bipolarnych.

8. Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem bipolarnym / 2 / 2*

Pomiary parametrów wzmacniaczy z tranzystorami bipolarnymi w różnych konfiguracjach i z różnymi układami zasilania i stabilizacji punktu pracy tranzystora.

9. Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym / 2 / 2*

Pomiar i wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza jednostopniowego i dwustopniowego objętego różnymi typami ujemnego sprzężenia zwrotnego. Określanie wpływu ujemnego sprzężenia zwrotnego na parametry i charakterystyki wzmacniacza.

10. Badanie wzmacniacza różnicowego i określanie parametrów wzmacniacza operacyjnego / 2 / 2*

Pomiar i określanie parametrów wzmacniacza różnicowego jako podstawowego układu wzmacniacza operacyjnego. Pomiar i wyznaczanie parametrów wzmacniacza operacyjnego.

11. Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym / 2 / 2*

Pomiary parametrów i charakterystyk układów ze wzmacniaczem operacyjnym: układu odwracającego, nieodwracającego, sumującego i odejmującego. Obserwacja przebiegów w układzie całkującym i różniczkującym

12. Badanie generatorów sinusoidalnych / 2 / 2*

Pomiary i wyznaczanie parametrów sinusoidalnych generatorów sprzężeniowych.

13. Badanie układów prostowniczych i powielacza napięcia / 2 / 2*

Pomiary i wyznaczanie parametrów oraz obserwacja przebiegów w układach prostowników niesterowanych jedno i dwupulsowych

14. Określanie parametrów sygnałów okresowych niesinusoidalnych / 2 / 0*

Pomiary parametrów sygnałów okresowych niesinusoidalnych z wykorzystaniem oscyloskopu i analizatora widma.

15. Badanie filtrów elektrycznych – podstawowe charakterystyki częstotliwościowe / 2 / 2*

Pomiary parametrów i wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych filtrów dolno i górnoprzepustowych oraz pasmowych.

16. Badanie i wyznaczanie charakterystyk transformatora / 2 / 2*

Pomiary napięć, natężenia prądu i mocy w obwodach transformatora w różnych jego stanach pracy.

17. Badanie wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym / 2 / 2*

Pomiar parametrów i wyznaczanie charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym dla różnych układów zasilania i różnych konfiguracji.

18. Badanie nieliniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym / 2 / 0*

Pomiary i wyznaczanie charakterystyk nieliniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym. Badanie układu o charakterystyce wykładniczej i logarytmiczej oraz precyzyjnego prostownika i detektora szczytowego.

19. Badanie układów ze wzmacniaczem operacyjnym i dodatnim sprzężeniem zwrotnym / 2 / 2*

Badanie komparatorów o różnych parametrach oraz generatorów przebiegów sinusoidalnych i impulsów prostokątnych.

20. Badanie filtrów aktywnych / 2 / 0*

Pomiary parametrów i wyznaczanie charakterystyk filtrów aktywnych.

21. Badanie wzmacniaczy mocy i wielostopniowych / 2 / 0*

Pomiary parametrów tranzystorowego wzmacniacza pracującego w klasie A oraz w układzie przeciwsobnym. Badanie wzmacniacza o sprzężeniu transformatorowym oraz dwustopniowego o sprzężeniu bezpośrednim i pojemnościowym.

22. Określanie parametrów stabilizatorów napięcia / 2 / 2*

Pomiary i wyznaczanie charakterystyk stabilizatorów parametrycznych oraz stabilizatorów kompensacyjnych.

23. Wyznaczanie parametrów i charakterystyk przetworników A/C i C/A / 2 / 2*

Wyznaczanie charakterystyki przetwarzania 4 bitowego przetwornika A/C oraz wybranych parametrów scalonego przetwornika A/C. Badanie przetwornika C/A z siecią i drabinką rezystorową.

*- oznacza liczbę godzin dla studenta studiów niestacjonarnych.

podstawowa:

J. Szczurko – Podstawy elektrotechniki. Prąd stały. WAT 2010

Z. Włodarczyk – Elektrotechnika cz. 1, cz. 2, cz. 3, cz. 4, WAT 1981

B. Miedziński – Elektrotechnika. Podstawy i instalacje Elektryczne PWN 1997.

J. R. Młokosiewicz i inni – Układy elektroniczne dla elektromechaników ćwiczenia laboratoryjne, WAT 1993

A. Chwaleba, B. Moeschke, G. Płoszajski – Elektronika WSiP 2008, wyd. XI

uzupełniająca:

J. Boksa – Układy analogowe część II, WAT 2000

S. Bolkowski – Elektrotechnika teoretyczna, WNT 1986

F. Przeździecki – Elektrotechnika i elektronika, PWN 1986.

Symbol i nr efektu modułu / efekt kształcenia / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / ma wiedzę umożliwiającą włączenie elementu do układu, połączenia układów i potrafi omówić działanie wg schematu ideowego / K_W04

W2 / ma wiedzę umożliwiającą włączenie układów do urządzeń i systemów, potrafi omówić funkcjonowanie wg schematu funkcjonalnego / K_W04

U1 / potrafi projektować i analizować obwody elektryczne i podstawowe układy elektroniczne / K_U10

U2 / potrafi pracować indywidualnie i w grupie aby napisać w przejrzystej formie raport, sprawozdanie z przeprowadzonych eksperymentów / K_U02, K_U03

U3 / umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wybranych wielkości nieelektrycznych oraz przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru / K_U16,

U4 / Umie wyszukiwać informację o parametrach elektrycznych elementów z katalogu polskojęzycznego albo angielskojęzycznego w celu określenia wybranych parametrów lub charakterystyk / K_U01

Moduł zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia.

Laboratorium zaliczane jest na podstawie zaliczenia.

Egzamin przedmiotu jest prowadzone w formie pisemnej i ustnej.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń i laboratorium.

Osiągnięcie efektu W1, W2 - weryfikowane jest na egzaminie oraz w czasie odpowiedzi ustnych i sprawdzianów przeprowadzanych na ćwiczeniach oraz przed laboratoriami.

Osiągnięcie efektu U1 - sprawdzane jest ćwiczeniach oraz na egzaminie.

Osiągnięcie efektu U2 i U3 - sprawdzane jest ćwiczeniach laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektu U4 – sprawdzane jest na laboratorium oraz ćwiczeniach.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne na ocenę co najmniej 4.00, i potrafi dobrać odpowiedni układ elektryczny bądź elektroniczny w zależności od potrzeb, włączając go w układ, urządzenie bądź system, a następnie potrafi bezbłędnie obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne na ocenę co najmniej 3,50 i potrafi dobrać odpowiedni układ elektryczny bądź elektroniczny w zależności od potrzeb, włączając go w układ, urządzenie bądź system, a następnie potrafi bezbłędnie obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki

Ocenę dobrą otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne i potrafi dobrać odpowiedni układ elektryczny bądź elektroniczny w zależności od potrzeb, włączając go w układ, urządzenie bądź system, a następnie potrafi bezbłędnie obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne i potrafi dobrać odpowiedni układ elektryczny bądź elektroniczny w zależności od potrzeb, włączając go w układ, urządzenie bądź system, a następnie potrafi obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne i potrafi dla wskazanego układu elektrycznego bądź elektronicznego bezbłędnie obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który zaliczył ćwiczenia i ćwiczenia laboratoryjne i nie potrafi dla wskazanego układu elektrycznego bądź elektronicznego bezbłędnie obliczyć jego parametry i wyznaczyć charakterystyki