Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S1)

Sylabus przedmiotu Elektromagnetyzm:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektrotechnika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Elektromagnetyzm
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki
Nauczyciel odpowiedzialny Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Krzysztof Stawicki <Krzysztof.Stawicki@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 6,0 ECTS (formy) 6,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 30 3,00,38zaliczenie
wykładyW3 30 3,00,62egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Zaliczenie przedmiotów: Matematyka, Fizyka, Podstawy elektrotechniki, Metody matematyczne w elektrotechnice.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zdobycie umiejętności tworzenia modeli matematycznych opisujących różnorodne zagadnienia pola elektromagnetycznego oraz rozwiązywania tych modeli metodami analitycznymi i numerycznymi z wykorzystaniem programów Matlab i Comsol.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Obliczanie pól elektrostatycznych.2
T-L-2Linia dwuprzewodowa.2
T-L-3Linia dwuprzewodowa - obliczenia metodą elementów skończonych.2
T-L-4Obliczanie pojemności kondensatora płaskiego.2
T-L-5Prawo przepływu.2
T-L-6Prawo przepływu - obliczenia metodą elementów skończonych.2
T-L-7Pole magnetyczne przewodnika z prądem.2
T-L-8Pole magnetyczne cylindrycznej cewki bez rdzenia.2
T-L-9Elektromagnes z rdzeniem ferromagnetycznym.4
T-L-10Analiza rozproszenia żłobkowego.2
T-L-11Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia.4
T-L-12Indukcja elektromagnetyczna.2
T-L-13Przetwornik wiroprądowy.2
30
wykłady
T-W-1Podstawowe równania elektromagnetyzmu. Rys historyczny.1
T-W-2Linie długie.5
T-W-3Elektrostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, prawo Coulomba, prawo Gaussa i zastosowania, potencjał elektryczny, przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym, warunki brzegowe i warunki ciągłości, pojemności i kondensatory, energia i siły.6
T-W-4Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy.2
T-W-5Magnetostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, wektorowy potencjał magnetyczny, prawo Biota-Savarta, dipol magnetyczny, wektor magnetyzacji, materiały magnetyczne, warunki ciągłości pola, indukcyjność własna i wzajemna, energia, siły i momenty.6
T-W-6Pola zmienne w czasie: prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej, równania Maxwella, warunki brzegowe i warunki ciągłości pola, potencjały, równania falowe, pola harmoniczne, płaska fala elektromagnetyczna, fala płaska w ośrodku stratnym, przepływ energii elektromagnetycznej i wektor Poyntinga.10
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-L-2Przygotowanie do zajęć.30
A-L-3Opracowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.30
90
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Samodzielne studiowanie literatury.50
A-W-3Przygotowanie do egzaminu.10
90

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Wykład problemowy.
M-3Pokaz.
M-4Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. Wykorzystanie pogramów Matlab i Comsol Multiphysics do rozwiązywania zagadnień pola elektromagnetycznego.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Sprawdziany przed rozpoczęciem każdego ćwiczenia laboratoryjnego.
S-2Ocena formująca: Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia.
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_1A_C08_W01
Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu.
EL_1A_W03, EL_1A_W01C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-6, T-W-5, T-W-4, T-L-7, T-L-4, T-L-2, T-L-9, T-L-11, T-L-13, T-L-12M-1, M-4, M-2, M-3S-3, S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_1A_C08_U07
Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego.
EL_1A_U07C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-6, T-W-5, T-W-4, T-L-7, T-L-4, T-L-2, T-L-9, T-L-11, T-L-13, T-L-12M-4, M-2, M-3S-3, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_C08_W01
Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu.
2,0
3,0Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego, umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_C08_U07
Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego.
2,0
3,0Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna - pole elektromagnetyczne, PWN, Warszawa, 1995
  2. Rawa H., Elektryczność i magnetyzm w technice., PWN, Warszawa, 1994
  3. Griffiths D. J., Podstawy elektrodynamiki, PWN, Warszawa, 2006, Wydanie drugie
  4. Sikora R., Teoria pola elektromagnetycznego, WNT, Warszawa, 1997

Literatura dodatkowa

  1. Morawski T., Gwarek W., Pola i fale elektromagnetyczne, WNT, Warszawa, 1998
  2. Sadiku M. N. O., Numerical techniques in electromagnetics, CRC Press LLC, 2001

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Obliczanie pól elektrostatycznych.2
T-L-2Linia dwuprzewodowa.2
T-L-3Linia dwuprzewodowa - obliczenia metodą elementów skończonych.2
T-L-4Obliczanie pojemności kondensatora płaskiego.2
T-L-5Prawo przepływu.2
T-L-6Prawo przepływu - obliczenia metodą elementów skończonych.2
T-L-7Pole magnetyczne przewodnika z prądem.2
T-L-8Pole magnetyczne cylindrycznej cewki bez rdzenia.2
T-L-9Elektromagnes z rdzeniem ferromagnetycznym.4
T-L-10Analiza rozproszenia żłobkowego.2
T-L-11Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia.4
T-L-12Indukcja elektromagnetyczna.2
T-L-13Przetwornik wiroprądowy.2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe równania elektromagnetyzmu. Rys historyczny.1
T-W-2Linie długie.5
T-W-3Elektrostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, prawo Coulomba, prawo Gaussa i zastosowania, potencjał elektryczny, przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym, warunki brzegowe i warunki ciągłości, pojemności i kondensatory, energia i siły.6
T-W-4Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy.2
T-W-5Magnetostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, wektorowy potencjał magnetyczny, prawo Biota-Savarta, dipol magnetyczny, wektor magnetyzacji, materiały magnetyczne, warunki ciągłości pola, indukcyjność własna i wzajemna, energia, siły i momenty.6
T-W-6Pola zmienne w czasie: prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej, równania Maxwella, warunki brzegowe i warunki ciągłości pola, potencjały, równania falowe, pola harmoniczne, płaska fala elektromagnetyczna, fala płaska w ośrodku stratnym, przepływ energii elektromagnetycznej i wektor Poyntinga.10
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-L-2Przygotowanie do zajęć.30
A-L-3Opracowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.30
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Samodzielne studiowanie literatury.50
A-W-3Przygotowanie do egzaminu.10
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_C08_W01Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_W03Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie pól i fal elektromagnetycznych, w tym szczegółową wiedzę niezbędną do zrozumienia sposobu generacji, przewodowego i bezprzewodowego przesyłania energii i informacji
EL_1A_W01Ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą algebrę, analizę, ciągi oraz elementy rachunku różniczkowego i całkowego, rachunku macierzowego oraz rachunku prawdopodobieństwa, w tym metody matematyczne i metody numeryczne niezbędne do: - opisu i analizy działania obwodów elektrycznych a także podstawowych zjawisk fizycznych w nich występujących; - opisu i analizy działania systemów elektrycznych; - opisu i analizy algorytmów przetwarzania sygnałów; - syntezy elementów, układów i systemów elektrycznych
Cel przedmiotuC-1Zdobycie umiejętności tworzenia modeli matematycznych opisujących różnorodne zagadnienia pola elektromagnetycznego oraz rozwiązywania tych modeli metodami analitycznymi i numerycznymi z wykorzystaniem programów Matlab i Comsol.
Treści programoweT-W-1Podstawowe równania elektromagnetyzmu. Rys historyczny.
T-W-2Linie długie.
T-W-3Elektrostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, prawo Coulomba, prawo Gaussa i zastosowania, potencjał elektryczny, przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym, warunki brzegowe i warunki ciągłości, pojemności i kondensatory, energia i siły.
T-W-6Pola zmienne w czasie: prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej, równania Maxwella, warunki brzegowe i warunki ciągłości pola, potencjały, równania falowe, pola harmoniczne, płaska fala elektromagnetyczna, fala płaska w ośrodku stratnym, przepływ energii elektromagnetycznej i wektor Poyntinga.
T-W-5Magnetostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, wektorowy potencjał magnetyczny, prawo Biota-Savarta, dipol magnetyczny, wektor magnetyzacji, materiały magnetyczne, warunki ciągłości pola, indukcyjność własna i wzajemna, energia, siły i momenty.
T-W-4Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy.
T-L-7Pole magnetyczne przewodnika z prądem.
T-L-4Obliczanie pojemności kondensatora płaskiego.
T-L-2Linia dwuprzewodowa.
T-L-9Elektromagnes z rdzeniem ferromagnetycznym.
T-L-11Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia.
T-L-13Przetwornik wiroprądowy.
T-L-12Indukcja elektromagnetyczna.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
M-4Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. Wykorzystanie pogramów Matlab i Comsol Multiphysics do rozwiązywania zagadnień pola elektromagnetycznego.
M-2Wykład problemowy.
M-3Pokaz.
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Egzamin.
S-1Ocena formująca: Sprawdziany przed rozpoczęciem każdego ćwiczenia laboratoryjnego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego, umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_C08_U07Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_U07Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów, maszyn oraz urządzeń elektrycznych i przekształtników energii elektrycznej
Cel przedmiotuC-1Zdobycie umiejętności tworzenia modeli matematycznych opisujących różnorodne zagadnienia pola elektromagnetycznego oraz rozwiązywania tych modeli metodami analitycznymi i numerycznymi z wykorzystaniem programów Matlab i Comsol.
Treści programoweT-W-1Podstawowe równania elektromagnetyzmu. Rys historyczny.
T-W-2Linie długie.
T-W-3Elektrostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, prawo Coulomba, prawo Gaussa i zastosowania, potencjał elektryczny, przewodniki i dielektryki w polu elektrostatycznym, warunki brzegowe i warunki ciągłości, pojemności i kondensatory, energia i siły.
T-W-6Pola zmienne w czasie: prawo Faradaya indukcji elektromagnetycznej, równania Maxwella, warunki brzegowe i warunki ciągłości pola, potencjały, równania falowe, pola harmoniczne, płaska fala elektromagnetyczna, fala płaska w ośrodku stratnym, przepływ energii elektromagnetycznej i wektor Poyntinga.
T-W-5Magnetostatyka: równania w swobodnej przestrzeni, wektorowy potencjał magnetyczny, prawo Biota-Savarta, dipol magnetyczny, wektor magnetyzacji, materiały magnetyczne, warunki ciągłości pola, indukcyjność własna i wzajemna, energia, siły i momenty.
T-W-4Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy.
T-L-7Pole magnetyczne przewodnika z prądem.
T-L-4Obliczanie pojemności kondensatora płaskiego.
T-L-2Linia dwuprzewodowa.
T-L-9Elektromagnes z rdzeniem ferromagnetycznym.
T-L-11Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia.
T-L-13Przetwornik wiroprądowy.
T-L-12Indukcja elektromagnetyczna.
Metody nauczaniaM-4Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. Wykorzystanie pogramów Matlab i Comsol Multiphysics do rozwiązywania zagadnień pola elektromagnetycznego.
M-2Wykład problemowy.
M-3Pokaz.
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Egzamin.
S-2Ocena formująca: Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektromagnetycznego.
3,5
4,0
4,5
5,0