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 | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Elektromagnetyzm | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki Stosowanej | ||
| 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 | 10 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczenie przedmiotów: Algebra, Analiza matematyczna, Metody matematyczne w elektrotechnice, Fizyka, Podstawy elektrotechniki, Elektrotechnika teoretyczna i techniki symulacji. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie 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
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Obliczanie pól elektrostatycznych. | 2 |
| T-L-2 | Linia dwuprzewodowa. | 2 |
| T-L-3 | Linia dwuprzewodowa - obliczenia metodą elementów skończonych. | 2 |
| T-L-4 | Obliczanie pojemności kondensatora płaskiego. | 2 |
| T-L-5 | Prawo przepływu. | 2 |
| T-L-6 | Prawo Biota - Savarta. | 2 |
| T-L-7 | Pole magnetyczne przewodnika z prądem. | 2 |
| T-L-8 | Pole magnetyczne cylindrycznej cewki bez rdzenia. | 2 |
| T-L-9 | Elektromagnes z rdzeniem ferromagnetycznym. | 4 |
| T-L-10 | Obliczanie indukcyjności. | 2 |
| T-L-11 | Zjawisko naskórkowości i efekt zbliżenia. | 4 |
| T-L-12 | Indukcja elektromagnetyczna. | 2 |
| T-L-13 | Przetwornik wiroprądowy. | 2 |
| 30 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Analiza obiektów w polu elektrostatycznym. | 3 |
| T-P-2 | Symulacje elementów zasilanych prądem stałym. | 5 |
| T-P-3 | Obliczenia i analiza obiektów w polu elektromagnetycznym. | 7 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe równania elektromagnetyzmu. Rys historyczny. | 1 |
| T-W-2 | Linie długie. | 5 |
| T-W-3 | Elektrostatyka: 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-4 | Stałe prądy elektryczne: gęstość prądu i różniczkowe prawo Ohma, równanie ciągłości, prawo Joule’a, warunki ciągłości pola, rezystancja przejścia, uziomy. | 2 |
| T-W-5 | Magnetostatyka: 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-6 | Pola 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
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć. | 13 |
| A-L-3 | Opracowanie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych. | 5 |
| A-L-4 | Konsultacje | 2 |
| 50 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-P-2 | Samodzielne wykonanie projektu i przygotowanie prezentacji | 33 |
| A-P-3 | Konsultacje | 2 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie literatury. | 10 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu. | 8 |
| A-W-4 | Egzamin | 2 |
| 50 | ||
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 i Comsol Multiphysics do rozwiązywania zagadnień pola elektromagnetycznego. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Sprawdzian przed rozpoczęciem ćwiczenia laboratoryjnego. |
| S-2 | Ocena formująca: Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena wykonanego projektu. |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Egzamin. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_C08_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektrostatycznego i magnetostatycznego umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych prądu stałego. | EL_1A_W01, EL_1A_W03 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4 | M-1, M-4, M-2, M-3 | S-1, S-4 |
| EL_1A_C10_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego umożliwiającą zrozumienie zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu. | EL_1A_W01, EL_1A_W03 | — | — | C-1 | T-W-6, T-W-5 | M-1, M-4, M-2, M-3 | S-1, S-4 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_C08_U07 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektrostatycznego i magnetostatycznego. | EL_1A_U08 | — | — | C-1 | T-L-4, T-L-3, T-L-5, T-L-8, T-L-1, T-L-2, T-L-7, T-L-6 | M-4, M-2, M-3 | S-2, S-1 |
| EL_1A_C10_U01 Potrafi budować modele matematyczne i przeprowadzać symulacje komputerowe wykorzystując je do analizy i opisu pola elektromagnetycznego. | EL_1A_U08 | — | — | C-1 | T-L-9, T-L-13, T-L-12, T-L-11, T-L-10, T-P-3, T-P-1, T-P-2 | M-4, M-2, M-3 | S-2, S-1, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_C08_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektrostatycznego i magnetostatycznego umożliwiającą zrozumienie podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych prądu stałego. | 2,0 | Średnia ocen z poszczególnych form poniżej 3,00. |
| 3,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,00. | |
| 3,5 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,25. | |
| 4,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,75. | |
| 4,5 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 4,25. | |
| 5,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 4,75. | |
| EL_1A_C10_W01 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do opisu i analizy pola elektromagnetycznego umożliwiającą zrozumienie zjawisk fizycznych występujących w elementach i układach elektrycznych oraz ich otoczeniu. | 2,0 | Średnia ocen z poszczególnych form poniżej 3,00. |
| 3,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,00. | |
| 3,5 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,25. | |
| 4,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 3,75. | |
| 4,5 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 4,25. | |
| 5,0 | Średnia ocen z poszczególnych form min. 4,75. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_C08_U07 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i opisu pola elektrostatycznego i magnetostatycznego. | 2,0 | Student uzyskał mniej niż 50% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. |
| 3,0 | Student uzyskał minimum 50% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. | |
| 3,5 | Student uzyskał minimum 60% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. | |
| 4,0 | Student uzyskał minimum 70% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. | |
| 4,5 | Student uzyskał minimum 80% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. | |
| 5,0 | Student uzyskał minimum 90% punktów możliwych do zdobycia ze sprawdzianów. | |
| EL_1A_C10_U01 Potrafi budować modele matematyczne i przeprowadzać symulacje komputerowe wykorzystując je do analizy i opisu pola elektromagnetycznego. | 2,0 | Student uzyskał mniej niż 50% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. |
| 3,0 | Student uzyskał minimum 50% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. | |
| 3,5 | Student uzyskał minimum 60% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. | |
| 4,0 | Student uzyskał minimum 70% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. | |
| 4,5 | Student uzyskał minimum 80% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. | |
| 5,0 | Student uzyskał minimum 90% punktów możliwych do zdobycia z poszczególnych form oceny. |
Literatura podstawowa
- Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna - pole elektromagnetyczne, PWN, Warszawa, 1995
- Rawa H., Elektryczność i magnetyzm w technice., PWN, Warszawa, 1994
- Griffiths D. J., Podstawy elektrodynamiki, PWN, Warszawa, 2006, Wydanie drugie
- Sikora R., Teoria pola elektromagnetycznego, WNT, Warszawa, 1997
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