Matematyczno Przyrodniczy



Pobieranie 53,07 Kb.
Data25.02.2019
Rozmiar53,07 Kb.




WYDZIAŁ

Matematyczno - Przyrodniczy


KIERUNEK

Inżynieria Materiałowa

SPECJALNOŚĆ

Nanotechnologia i materiały nanokompozytowe, Technologie materiałów lotniczych

RODZAJ STUDIÓW

stacjonarne, inżynierskie



KARTA INFORMACYJNA PRZEDMIOTU





Nazwa przedmiotu według planów studiów

Elektronika i elektrotechnika

Liczba punktów ECTS:


Przedmiot:

Obowiązkowy


IMIĘ I NAZWISKO, STOPIEŃ, TYTUŁ NAUKOWY, NAUCZYCIELA AKADEMICKIEGO ODPOWIEDZIALNEGO ZA PRZEDMIOT


Prof. dr hab. Eugeniusz Szeregij







RODZAJ ZAJEĆ REALIZOWANYCH

W RAMACH PRZEDMIOTU


WYKŁAD
semestr....V......


Ćwiczenia rachunkowe* konwersatorium

semestr..........


Ćwiczenia laboratoryjne
semestr.....V.....



Ćwiczenia w szkole


semestr.........

LICZBA GODZIN PROWADZONYCH W DANYM SEMESTRZE


.............30.........
.........................


........................
...........................


................15...........
...............................


............................
...............................

Wymagania wstępne:

1) Zaliczenie z I-j części tego kursu

2) Zaliczenie podstaw informatyki

3) Znajomość obsługi komputera


Cele dydaktyczne przedmiotu:

Kurs przedstawiony w tytule składa się z dwóch części: Technika obwodów elektrycznych i Elektronika. W semestrze IV wykładana jest pierwsza część, czyli – Podstawy techniki obwodów elektrycznych. Celem nauczania w tym semestrze jest

-Poznanie zasad działania współczesnych elementów obwodów elektrycznych oraz zasad i praw obwodów prądu stałego, zmiennego sinusoidalnego jednofazowego i trójfazowego, a także metod ich teoretycznego opisu. Podstawowa wiedza o maszynach elektrycznych, mianowicie – silnikach, generatorach i transformatorach.

-Umiejętność składania obwodów elektrycznych, pomiarów wielkości natężenia prądu, napięcia oraz mocy w obwodach stałego i sinusoidalnie zmiennego prądu; umiejętność analizowania danych pomiarów i wnioskowania o charakterze obwodów (pojemnościowy czy indukcyjny).


Poznanie zasad działania współczesnych przyrządów elektronicznych tak analogowych jak i cyfrowych oraz podstaw komputeryzacji eksperymentu fizycznego, co jest niezbędne w współczesnym miernictwie.

Umiejętność posługiwania się współczesnym sprzętem elektronicznym, orientować się w katalogach części elektronicznych, katalogach firm – producentów przyrządów elektronicznych i mierników, umiejętność złożenia zestawów linii pomiarowej.



Krótki opis przedmiotu (max. 200 słów):

Wykład z pierwszej części składa się z: Elementy liniowe i nieliniowe obwodów elektrycznych, Prawa obwodów prądu stałego, Opis zaciskowy, Obwody prądu sinusoidalnie zmiennego jednofazowego, Obwody prądu sinusoidalnie zmiennego trójfazowego oraz Maszyny elektryczne.

Wykład z drugiej części kursu składa się z 4-ch głównych części: :Przyrządy półprzewodnikowe, Wzmacniacze w tym układy scalone analogowe, Układy scalone elektroniki cyfrowej i Komputeryzacja pomiarów fizycznych. W pierwszej części główna uwaga przydzielona zagadam działania tranzystorów bipolarnych i tranzystorów polowych JEFT i MOSEFT, a także układów CMOS; w drugiej części – wzmacniaczom na tranzystorach bipolarnych oraz układom scalonym wzmacniaczy operacyjnych. Elektronika cyfrowa rozpoczyna się z podstaw algebry Bool’a oraz bramek uniwersalnych. Później rozpatrują się sumatory, przerzutniki, liczniki binarne, multipleksery i demultipleksery. Ostatnia część kursu składa się z zasad działania przetworników analogowo-cyfrowych i cyfrowo-analogowych, mikroprocesorów. Magistrali danych, pamięci i zasada komputeryzacji pomiaru fizyko-technicznego kończą ten kurs wykładów.



Ćwiczenia laboratoryjne obejmują podstawowe doświadczenia z elementami biernymi, tranzystorami i wzmacniaczami oraz układami scalonymi cyfrowymi i ich zastosowaniami w tym również w celu komputeryzacji eksperymentu fizycznego.

TEMATYKA ZAJĘĆ** WG PROWADZONYCH RODZAJÓW ZAJĘĆ



LICZBA GODZIN


WYKŁAD*

  1. Wprowadzenie. Aktualizacja podstawowych wiadomości z kursu Elektryczność i magnetyzm.

  2. Podstawowe elementy obwodów elektronicznych. Idealne elementy bierne: elementy rezystancyjne, elementy indukcyjnościowe i pojemnościowe. Rzeczywiste elementy bierne. Układy o stałych rozłożonych.

  3. Elementy nieliniowe. Układy nieliniowe. Filtr górno-przepustowy RC, filtry dolnoprzepustowe. Inne filtry RLC.

  4. Podstawy teorii obwodów prądu stałego. Prawo Ohma, rezystancja i kondunktancja. Połączenia szeregowe i równolegle. Połączenia równoważne trójkąt-gwiazda. Prawa Kirchhoffa. Metoda oczkowa. Obwody zastępcze. Zasada Thevenina i Nortona. Dzielnik napięcia, mostek rezystancyjny. Metoda kompensacyjna pomiaru rezystancji.

  5. Metoda zaciskowa opisu obwodów elektrycznych. Odbiorniki prądu elektrycznego, dwójniki, trójniki i czwórniki. Zasady opisu.

  6. Obwody prądu zmiennego sinusoidalnego. Klasyfikacja prądów elektrycznych. Powstawanie prądu sinusoidalnie zmiennego. Wartości maksymalne, średnie i skuteczne. Przedstawienie graficzne, metoda wskazów. Metoda symboliczna.

  7. Obwody prądu zmiennego sinusoidalnego jednofazowego. Analiza obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego w układzie jednofazowym złożonych z elementów R,L,C połączonych szeregowo (metoda wskazów i symboliczna). Rezystancja, reaktancja i impedancja. Trójkąt impedancji. Analiza za pomocą wartości zespolonych. Rezonans napięć. Zależności częstotliwościowe. Połączenie równoległe elementów R,L,C. Konduktancja, susceptancja i admitancja. Trójkąt admitancji. Rezonans prądów. Analiza za pomocą wartości zespolonych. Moc i praca w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego w układzie jednofazowym. Moc czynna, bierna i pozorna. Trójkąt mocy. Współczynnik cos. Dostosowanie energetyczne obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego w układzie jednofazowym.

  8. Obwody elektryczne trójfazowe. Sieci trójprzewodowe połączone w trójkąt i czteroprzewodowe połączone w gwiazdę. Pomiar mocy w układach trójfazowych.

  9. Transformatory i maszyny elektryczne. Wiadomości ogólne. Zasada działania transformatora jednofazowego. Straty mocy w transformatorze. Podstawowe stany pracy w transformatorach. Sprawność transformatora. Maszyny indukcyjne. Pole magnetyczne wirujące. Zasady działania i budowa silnika indukcyjnego. Silniki indukcyjne jednofazowe i trójfazowe.

  10. Podstawy fizyki materiałów półprzewodnikowych. Pojęcie o pasmach energetycznych w ciałach krystalicznych. Statystyka elektronów i dziur. Poziom Fermi’ego. Gęstość stanów. Przewodnictwo własne. Domieszki donorowe i akceptorowe. Przewodnictwo domieszkowe. Określenie koncentracji i ruchliwości nośników prądu: elektronów i dziur.

  11. Złącze p-n. Diody. Model dyfuzyjny złącza p-n. Powstanie warstwy zaporowej. Ładunek przestrzenny, pole wewnętrzne. Model energetyczny złącza p-n. Własności prostujące. Złącze p-n jako dioda. Charakterystyki prądowo-napięciowe. Dioda jako przełącznik. Dioda Schottky’ego, dioda Zenera, dioda tunelowa.

  12. Tranzystory. Tranzystor złączowy bipolarny – model energetyczny. Działanie tranzystora bipolarnego. Charakterystyki prądowo-napięciowe. Prąd zerowy tranzystora. Tranzystor jako przełącznik. Tyrystory i triaki. Tranzystory polowe złączowe –JEFT. Efekt polowy powierzchniowy w półprzewodnikach, struktury MOS. Tranzystor na strukturze MOS – MOSFET.

  13. Wzmacniacze tranzystorowe. Układy podstawowe: wzmacniacz o wspólnym emiterze, wzmacniacz o wspólnym kolektorze, wzmacniacz o wspólnej bazie. Obwód zastępczy z tranzystorem idealnym, wzmacniaczy dla sygnałów o wielkiej częstotliwości. Punkt pracy tranzystora. Sprzęganie stopni wzmacniających. Sprzężenie zwrotne a własności wzmacniaczy.

  14. Wzmacniacze operacyjne. Wzmacniacz idealny operacyjny. Wzmacniacz odwracający, wzmacniacz nieodwracający. Wtórnik napięciowy. Wzmacniacze: sumujące, różnicowe, różniczkujące, całkujące, logarytmujące. Komparatory analogowe. Rzeczywiste wzmacniacze operacyjne i ich cechy. Rodziny scalonych układów wzmacniaczy operacyjnych.

  15. Generatory. Generatory drgań sinusoidalnych. Generatory kwarcowe. Generatory przebiegów niesinusoidalnych.

  16. Podstawy matematyczne elektroniki cyfrowej. Podstawy dwuwartościowej algebry Boole’a. Operacje matematyczne na liczbach w kodzie binarnym. Podstawowe bramki i inwertery. Tablice prawdy. Przykłady układów z bramkami cyfrowymi wykonujące funkcje logiczne.

  17. Cyfrowe układy elektroniczne. Rodziny cyfrowych układów scalonych. Proste układy z bramek cyfrowych. Układy wykonujące operacje matematyczne: sumujące, różniczkujące, opóźniające i td. Multipleksery i demultipleksery. Przerzutniki. Liczniki binarne. Liczniki dziesiętne, kod BCD i inne. Wyświetlacze, dekodery, rejestry. Przetworniki analogowo-cyfrowe (ACP). Przetworniki cyfrowo-analogowe (CAP). Pamięci. Mikroprocesory.

  18. Komputeryzacja pomiarów fizycznych. Przesyłanie danych, magistrale. Zastosowanie multiplekserów i demultiplekserów, przerzutników i rejestrów. Pamięci buforowe. Linie pomiarowe w różnych standardach: standardy NIM, CAMAC, VME. Karty ACP i CAP produkowane przez potentatów elektronicznych (Nat. Instruments, MAXUM i td). Typowy układ pomiarowy skomputeryzowany.

ĆWICZENIA LABORATORYJNE

  1. Wstępne zajęcie. BHP, zasady przeprowadzenia zajęć.

  2. Mierniki analogowe.

  3. Mierniki cyfrowe.

  4. Przekształcenia gwiazda-trójkąt.

  5. Metoda techniczna pomiaru indukcyjności.

  6. Metoda techniczna pomiaru pojemności.

  7. Filtry RL i RC, charakterystyki częstotliwościowe.

  8. Obwody RLC połączenie szeregowe. Rezonans napięć.

  9. Obwody RLC połączenie równoległe. Rezonans prądów.

  10. Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej w obwodzie prądu jednofazowego

  11. Pomiar mocy w obwodzie prądu trójfazowego w połączeniu trójkąt i gwiazda.

  12. Pomiar sprawności transformatora

  13. Prądowo-napięciowe charakterystyki diody

  14. Prądowo-napięciowe i częstotliwościowe charakterystyki tranzystora bipolarnego.

  15. Prądowo-napięciowe i częstotliwościowe charakterystyki tranzystora polowego

  16. Wzmacniacze operacyjne (układy scalone analogowe). Pomiar oporności wyjściowej Określenie punktu pracy i współczynnika wzmocnienia..

  17. Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych. Wzmacniacz sumujący, różniczkujący, całkujący, generator z mostkiem Viena, generator z układem podwójnego T.

  18. Ćwiczenia na układach scalonych cyfrowych z wykorzystaniem Electronic Education Systems. Sprawdzenie tablic prawdy – wartości prądów i napięć dla stanów „0” i „1”. Charakterystyka przełączania bramki NAND, określanie czasu propagacji w bramce NAND.

  19. Wykonanie funkcji logicznych i operacji matematycznych z układami scalonymi cyfrowymi: sumator i półsumator.

  20. Ćwiczenia z przerzutnikami, przetwornikami ACP i CAP.

  21. Komputerowy układ pomiarowy. Wykonanie pomiarów charakterystyk diody, tranzystora i układów cyfrowych z wykorzystaniem modelu DMS-51.





2
2
2

2
2


4


2

2
2

2
2
2


2

2

2


ŁĄCZNIE LICZBA GODZIN

60



L.p.



WYKAZ ZALECANEJ LITERATURY


1.
2.
3.

4.

5


6
7

8


T. Cholewicki, Elektrotechnika teoretyczna, WNT, W-wa, 1997
J. Osiowski, J. Szabatin, Podstawy teorii obwodów, tomy I i II, WNT, W-wa, 2003

S. Bolkowski, W. Brociak, H. Rawa, Teoria obwodów elektrycznych, WNT, W-wa, 2003
W. Opydo, K. Kulesza, G. Twardosz, Urządzenia elektryczne i elektroniczne, Wyd. Polit. Poznan., 2002
W. Wawrzyński, Podstawy współczesnej elektroniki, Oficyna wydawn. Polit. Warsz., 2003

A. Filipkowski, Elementy i układy elektroniczne, Oficyna wydawn. Polit. Warsz., 2002

P. Górecki, Wzmacniacze operacyjne, Wyd. BTC, W-wa, 2002

Laboratorium podstaw techniki cyfrowej, pod. Red. A. Hławiczki, Polit. Śląska, Gliwice, 2001



T. Stacewicz, A. Kotlicki, Elektronika w laboratorium naukowym, Warszawa, PWN, 1994



FORMA I WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU (RODZAJU ZAJĘĆ)


Wykłady – Zaliczenie na podstawie list obecności oraz przedstawionych notatek.

Ćwiczenia laboratoryjne – Zaliczenia na podstawie wykonanych ćwiczeń przewidzianych Programem po złożeniu sprawozdań i ich zaliczeniu.

Egzamin końcowy w postaci testu pisemnego. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu są zaliczenia za Wykłady i Ćwiczenia laboratoryjne

....................................................................................................................................................................................



nauczyciela akademickiego odpowiedzialnego za przedmiot data
.....................................................................................................................................................................................

dyrektora Instytutu akceptującego kartę data

* niepotrzebne skreślić

** wypełniać odpowiednio




©operacji.org 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna