1. SylabUZ
2. Filia Uniwersytetu Zielonogórskiego w Sulechowie
3. semestr zimowy 2018/2019
4. Energetyka. - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Elektrotechnika

Wygeneruj PDF dla tej strony

Elektrotechnika - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

 

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.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

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

Zakres tematyczny

WYKŁADY

Wykłady ze względu na zakres tematyczny  realizowane są w blokach 3-godzinnych przez 15 tygodni.

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. Perspektywa – jednolita teoria pola. 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. Zasilanie obwodów zawierających L, C ze źródła napięciowego i prądowego – w stanie ustalonym. Obwody z równoległymi gałęziami R-L oraz R-C zasilane przebiegami sinusoidalnymi o zmieniającej się częstotliwości. Wykres kołowy.

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.

Metody kształcenia

wykład informacyjny, wykład problemowy, ćwiczenia praktyczne

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Egzamin (warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń).

Literatura podstawowa

1. Bolkowski St. Teoria obwodów elektrycznych,  WNT, Warszawa 1998,
2. Cieśla A. Elektryczność i magnetyzm w przykładach i zadaniach, AGH Kraków 2006,
3. M. Miłek, Materiały pomocnicze do wykładów, Elektrotechnika I, Sulechów 2010, na prawach rękopisu.  
4. Rawa H. Podstawy elektromagnetyzmu. OWPW Warszawa 2005,
5. Cichowska Z., Pasko M. Wykłady z elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.

Literatura uzupełniająca

Uwagi

Literatura zostanie uaktualniona w roku rozpoczęcia zajęć.

Zmodyfikowane przez dr inż. Łucja Frąckowiak-Iwanicka (ostatnia modyfikacja: 22-12-2018 15:03)