1. SylabUZ
2. Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering
3. winter term 2022/2023
4. power engineering - First-cycle studies leading to Engineer's degree
5. Electrotechnics I

Generate PDF for this page

Electrotechnics I - course description

Aim of the course

Zdobycie przez studentów wiedzy, umiejętności oraz kompetencji personalnych i społecznych związanych z elektrotechniką, zjawiskami elektrycznymi ze szczególnym naciskiem na zastosowanie w energetyce, rozumienia podstawowych zjawisk elektrostatyki i magnetyzmu, rozwiązywania obwodów elektrycznych za pomocą rachunku liczb zespolonych.

Prerequisites

Save changes

Podstawowa wiedza, umiejętności oraz kompetencje w zakresie matematyki i fizyki.

Scope

WYKŁADY

Historia jednostek miar. Jednostki wielkości elektrycznych. Historyczne systemy cgse, cgsm, MKSA. System Międzynarodowy Jednostek Miar (SI). Prawo Coulomba w ujęciu makroskopowym. Analogie pól elektrycznego i grawitacyjnego. Natężenie pola elektrycznego. Dipol elektryczny. Strumień indukcji elektrycznej. Prawo Gaussa. Pole radialne i jednorodne. Dipol w jednorodnym polu elektrycznym. Prawo Gaussa i prawo Coulomba. Potencjał w polu elektrycznym radialnym. Potencjał w polu elektrycznym jednorodnym. Linie natężenia pola elektrycznego oraz ekwipotencjalne. Emisja elektronów w polu elektrycznym. Przewodnictwo metali. Elektrony w polu elektrycznym. Prawo Ohma. Ładunek na styku dwóch przewodników. Połączenia równoległe i szeregowe elementów przewodzących. Prawo Joule’a. Gęstość mocy. Prawo Ampère’a. Indukcja magnetyczna. Siła Lorenza. Dwa przewody z prądem. Waga prądowa. Strumień magnetyczny. Indukcja magnetyczna. Indukcyjność własna. Napięcie sinusoidalne. Opis napięć i prądów w obwodach zasilanych napięciem sinusoidalnym: R, L, C, R-L, R-C w kombinacjach szeregowych i równoległych. Polaryzacja dielektryka. Napięcie powrotne. Dyspersja dielektryka. Pojemność kondensatora płaskiego, cylindrycznego, kulistego. Współczynnik strat dielektrycznych. Zespolona przenikalność dielektryczna. Wielkości opisujące pola elektryczne P, D, E. Połączenie szeregowe i równoległe kondensatorów. Energia pola elektrycznego. Gęstość energii. Energia w polu kondensatorów płaskich, cylindrycznych. Pole magnetyczne wokół przewodu z prądem. Prawo Biota-Savarta. Pole magnetyczne zwoju kołowego. Pole magnetyczne solenoidu. Dipol magnetyczny. Porównanie dipoli magnetycznego i elektrycznego. Energia pola magnetycznego. Gęstość energii pola magnetycznego. Energia magnetyczna przewodu koncentrycznego. Indukcyjność własna przewodu koncentrycznego. Bilans energii i mocy w pętli umieszczonej w polu magnetycznym i w ramce wyciąganej z pola magnetycznego. Dia i paramagnetyki. Wpływ siły Lorenza i temperatury na elektron w atomie. Podatność magnetyczna. Wektor magnetyzacji. Ferromagnetyki. Domeny magnetyczne. Charakterystyka magnesowanie. Pętla histerezy. Straty „na przemagnesowanie” i „na prądy wirowe”. Rozdział strat. Schemat zastępczy cewki z rdzeniem. Zespolona przenikalność magnetyczna. Równania Maxwella. Wstęp do teorii obwodów elektrycznych. Dualność źródeł napięciowych i prądowych. Przekształcenie obwodów metodą zamiany źródeł. Przykłady rozwiązań obwodów prądu stałego i sinusoidalnego. Prawo Kirchhoffa. Metoda Thevenina, Nortona, superpozycji, prądów gałęziowych i oczkowych. Rozwiązanie przykładowego obwodu elektrycznego ww. metodami. Wykresy wektorowe.

ĆWICZENIA

Formalne warunki zaliczenia przedmiotu. Metody rozwiązywania zadań. Natężenie pola elektrycznego. Potencjał elektryczny. Polaryzacja dielektryka. Kondensatory bez i z dielektrykiem. Łączenie kondensatorów. Energia pola elektrycznego. Obliczenia obwodów przewodzących. Łączenie przewodników. Prawo Ohma. Natężenie pola magnetycznego. Indukcja. Paramagnetyzm diamagnetyczny i ferromagnetyzm. Obwody magnetyczne. Energia pola magnetycznego. Proste obwody elektryczne (opis i wykresy wskazowe). Przekształcania źródeł prądowych. Zastosowanie metody Thevenina i Nortona. Zastosowanie metody superpozycji. Zastosowanie kombinacji metod. Obliczenia mocy zespolonej. Szeregowy rezonans napięć. Równoległy rezonans napięć.

Teaching methods

wykład informacyjny, wykład problemowy, ćwiczenia praktyczne

Learning outcomes and methods of theirs verification

Outcome description	Outcome symbols	Methods of verification	The class form

Assignment conditions

Ocena z testu zaliczeniowego.

Recommended reading

1. Bolkowski St. Teoria obwodów elektrycznych,  WNT, Warszawa 1998,
2. Cieśla A. Elektryczność i magnetyzm w przykładach i zadaniach, AGH Kraków 2006,
3. Rawa H. Podstawy elektromagnetyzmu. OWPW Warszawa 2005,
4. Cichowska Z., Pasko M. Wykłady z elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.

Further reading

Notes

Modified by prof. dr hab. inż. Marian Miłek (last modification: 27-04-2022 14:14)