Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Elektromagnetyzm i maszyny elektryczne:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Elektromagnetyzm i maszyny elektryczne | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl>, Piotr Paplicki <Piotr.Paplicki@zut.edu.pl>, Ryszard Pałka <Ryszard.Palka@zut.edu.pl>, Krzysztof Stawicki <Krzysztof.Stawicki@zut.edu.pl>, Marcin Wardach <Marcin.Wardach@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 1 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczenie przedmiotów: Matematyka, Fizyka 1, Elektrotechnika, Metody matematyczne w automatyce i robotyce. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie umiejętności tworzenia modeli matematycznych opisujących zagadnienia pola elektromagnetycznego i działanie maszyn elektrycznych oraz rozwiązywania tych modeli metodami analitycznymi i numerycznymi z wykorzystaniem programów Matlab, Comsol i Flux. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Pole magnetyczne przewodnika z prądem. | 2 |
| T-L-2 | Pole magnetyczne cylindrycznej cewki bez rdzenia. | 2 |
| T-L-3 | Cewka z rdzeniem ferromagnetycznym. | 2 |
| T-L-4 | Obwody magnetyczne. | 2 |
| T-L-5 | Indukcyjność żłobka maszyny prądu stałego. | 2 |
| T-L-6 | Indukcja elektromagnetyczna. | 2 |
| T-L-7 | Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia. | 3 |
| T-L-8 | Maszyny elektryczne prądu stałego. | 5 |
| T-L-9 | Maszyny elektryczne prądu przemiennego. | 5 |
| T-L-10 | Specjalne maszyny elektryczne. | 5 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Przegląd równań Maxwella - sformułowania różniczkowe i całkowe; warunki ciągłości; zagadnienia statyczne i quasi-statyczne. | 2 |
| T-W-2 | Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy. | 2 |
| T-W-3 | Magnetostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, wektorowy potencjał magnetyczny, prawo Biota-Savarta , dipol magnetyczny, wektor magnetyzacji, materiały magnetyczne, warunki ciągłości pola, indukcyjności, energia, siły i momenty. | 6 |
| T-W-4 | Pola zmienne w czasie: prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej, równania falowe, pola harmoniczne, płaska fala elektromagnetyczna, fala płaska w ośrodku stratnym, przepływ energii elektromagnetycznej i wektor Poyntinga. | 5 |
| T-W-5 | Podstawowe prawa elektromagnetyzmu w teorii maszyn elektrycznych. | 1 |
| T-W-6 | Podstawowe informacje dotyczące maszyn elektrycznych. | 2 |
| T-W-7 | Transformatory - zasada działania, budowa, podstawowe zależności. | 2 |
| T-W-8 | Maszyny prądu stałego - zasada działania, budowa, podstawowe zależności. | 2 |
| T-W-9 | Maszyny indukcyjne - zasada działania, budowa, podstawowe zależności. | 2 |
| T-W-10 | Maszyny synchroniczne - zasada działania, budowa, podstawowe zależności. | 2 |
| T-W-11 | Maszyny z magnesami trwałymi. | 2 |
| T-W-12 | Maszyny specjalne: reluktancyjne, tarczowe, ze strumieniem poprzecznym. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć. | 15 |
| A-L-3 | Opracowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych. | 15 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie literatury. | 25 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 5 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Wykład problemowy. |
| M-3 | Pokaz. |
| M-4 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. Wykorzystanie pogramów Matlab, Comsol Multiphysics i Flux do rozwiązywania zagadnień pola elektromagnetycznego i analizy maszyn elektrycznych. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Sprawdziany przed rozpoczęciem każdego ćwiczenia laboratoryjnego. |
| S-2 | Ocena formująca: Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie przedmiotu. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_O1.EL.2_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego, umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach, układach i maszynach elektrycznych oraz ich otoczeniu. | AR_1A_W25 | T1A_W02 | — | C-1 | T-W-4, T-W-1, T-W-3, T-W-7, T-W-11, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-5, T-W-12, T-W-2, T-L-1, T-L-8, T-L-6, T-L-3, T-L-2, T-L-5, T-L-7, T-L-4, T-L-9, T-L-10 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_O1.EL.2_U01 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego i maszyn elektrycznych. | AR_1A_U26 | T1A_U09, T1A_U10 | InzA_U02, InzA_U03 | C-1 | T-W-4, T-W-1, T-W-3, T-W-7, T-W-11, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-5, T-W-12, T-W-2, T-L-1, T-L-8, T-L-6, T-L-3, T-L-2, T-L-5, T-L-7, T-L-4, T-L-9, T-L-10 | M-4 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_O1.EL.2_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego, umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach, układach i maszynach elektrycznych oraz ich otoczeniu. | 2,0 | |
| 3,0 | Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego, umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach, układach i maszynach elektrycznych oraz ich otoczeniu. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_O1.EL.2_U01 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego i maszyn elektrycznych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi wykorzystać poznane metody, modele matematyczne i symulacje komputerowe do analizy i opisu prostych zagadnień pola elektromagnetycznego i maszyn elektrycznych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna - pole elektromagnetyczne, PWN, Warszawa, 1995
- Rawa H., Elektryczność i magnetyzm w technice., PWN, Warszawa, 1994
- Łukaniszyn Ł., Wróbel R., Jagieła M., Komputerowe modelowanie bezszczotkowych silników tarczowych wzbudzanych magnesami trwałymi, Oficyna Wydawnicza, Opole, 2002
- Griffiths D. J., Podstawy elektrodynamiki, PWN, Warszawa, 2006, Wydanie drugie
- Sikora R., Teoria pola elektromagnetycznego, WNT, Warszawa, 1997
- Dąbrowski M., Projektowanie maszyn elektrycznych prądu przemiennego, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1988
- Glinka T., Mikromaszyny Elektryczne wzbudzane Magnesami trwałymi, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1995
Literatura dodatkowa
- Morawski T., Gwarek W., Pola i fale elektromagnetyczne, WNT, Warszawa, 1998
- Sadiku M. N. O., Numerical techniques in electromagnetics, CRC Press LLC, 2001
- Wiak S., Welfle H., Silniki tarczowe w napędach lekkich pojazdów elektrycznych., Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej., Łódź., 2001, Monografie
- Koziej E., Maszyny elektryczne pojazdów samochodowych, Wydawnictwo Naukowo-techniczne, Warszawa, 1986
- Karwacki W., Maszyny Elektryczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1994