Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S2)
specjalność: Systemy elektroenergetyczne
Sylabus przedmiotu Analiza i projektowanie obwodów elektrycznych:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Analiza i projektowanie obwodów elektrycznych | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Wysokich Napięć i Elektroenergetyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Konstanty Gawrylczyk <Konstanty.Gawrylczyk@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Konstanty Gawrylczyk <Konstanty.Gawrylczyk@zut.edu.pl>, Marcin Ziółkowski <Marcin.Ziolkowski@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Znajomość podstaw informatyki |
W-2 | Znajomość podstaw elektrotechniki |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Opanowanie numerycznych i analitycznych metod analizy obwodów elektrycznych. |
C-2 | Umiejętność formułowania zadań projektowych, a następnie ich rozwiązywania. |
C-3 | Umiejętność wyboru optymalnej metody rozwiązania oraz adekwatnego oprogramowania narzędziowego. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Zaawansowane metody analizy obwodów prądu stałego | 4 |
T-L-2 | Zaawansowane metody analizy obwodów pradu zmiennego | 4 |
T-L-3 | Metody analizy stanów przejściowych. Obwody nieliniowe. | 6 |
T-L-4 | Wyznaczanie wrażliwości układów metodami analitycznymi | 2 |
T-L-5 | Analiza tolerancji w obwodach prądu stałego | 2 |
T-L-6 | Projektowanie obwodów z użyciem bezgradientowych metod optymalizacji. | 4 |
T-L-7 | Projektowanie obwodów z użyciem gradientowych metod optymalizacji | 4 |
T-L-8 | Regularyzacja zadań źle uwarunkowanych | 4 |
30 | ||
projekty | ||
T-P-1 | Formułowanie równań do analizy obwodu stałoprądowego. Rozwiązanie przy użyciu pakietu Mathcad. | 2 |
T-P-2 | Analiza odpowiedzi częstotliwościowej obwodu z użyciem Mathcada oraz SPICE’a. Modele elementów obwodu uzależnione od poziomu sygnału i od częstotliwości. | 2 |
T-P-3 | Analiza stanu przejściowego w obwodzie. | 2 |
T-P-4 | Metoda zmiennych stanu. Modele elementów reaktancyjnych. | 2 |
T-P-5 | Rozwiązywanie dużych układów równań: algorytm LU, rozkład na wartości osobliwe. | 2 |
T-P-6 | Pojęcie wrażliwości małoprzyrostowej. Wyznaczanie wrażliwości metodą bezpośrednią. Porównanie z wynikami uzyskanymi przy pomocy SPICE'a. | 2 |
T-P-7 | Wyznaczanie wrażliwości metodą Tellegena. | 3 |
T-P-8 | Wyznaczanie wrażliwości metodą układu przyrostowego. | 3 |
T-P-9 | Projektowanie układu stałoprądowego z uzyciem metod optymalizacji bezgradientowej. | 3 |
T-P-10 | Projektowanie układu stałoprądowego z użyciem optymalizacji gradientowej | 2 |
T-P-11 | Projektowanie charakterystyk częstotliwościowych przy użyciu metod optymalizacji. | 2 |
T-P-12 | Metody optymalizacji w zastosowaniu do projektowania filtrów. | 2 |
T-P-13 | Metody regularyzacji zadań projektowych źle uwarunkowanych. | 3 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Analiza numeryczna obwodów elektrycznych. Struktura obwodów. Topologia sieci. Formułowanie równań. Równania w dziedzinie czasu i ich metody rozwiązywania. | 2 |
T-W-2 | Komputerowe modele elementów układu. Klasyfikacja modeli ze względu na szerokość pasma i zakres amplitud sygnału. Hierarchia modeli. Modele indukcyjności oraz pojemności. Modele przyrządów półprzewodnikowych. | 2 |
T-W-3 | Analiza numeryczna w dziedzinie czasu. Metoda zmiennych stanu. Modele pojemności oraz indukcyjności liniowej. | 2 |
T-W-4 | Formułowanie równań dla sieci liniowych i nieliniowych metodą potencjałów węzłowych. Algorytm Newtona-Raphsona dla układu równań. | 2 |
T-W-5 | Podstawowe definicje i algorytmy analizy wrażliwości. Twierdzenie Tellegena. Zastosowanie do prostego układu rezystancyjnego. | 2 |
T-W-6 | Układy przyrostowe. Idea metody i realizacja numeryczna. Wyznaczenie wrażliwości prostego układu metodą układu przyrostowego. | 2 |
T-W-7 | Układy dołączone w dziedzinie częstotliwości. Składniki wrażliwościowe. Wybór pobudzenia układu dołączonego stosownie do zagadnienia. | 2 |
T-W-8 | Układy dołączone w dziedzinie czasu. Przykład analizy wrażliwości w dziedzinie czasu. Wyznaczanie gradientu kwadratowej funkcji błędu. | 2 |
T-W-9 | Wyznaczanie wrażliwości z symbolicznej postaci funkcji obwodu. Zastosowanie modeli dołączonych do wyznaczania szumów układów. | 2 |
T-W-10 | Wykorzystanie metod optymalizacji bezgradientowej do projektowania obwodów. Szybkość zbieżności zadania projektowego. Praktyczne aspekty stabilności rozwiązań. | 2 |
T-W-11 | Wykorzystanie metod optymalizacji gradientowej do projektowania obwodów. Analiza wrażliwości jako źródło informacji gradientowej w optymalizacji. Jakobian. Zadania nadokreślone i ich metody rozwiązywania. | 2 |
T-W-12 | Przykłady zadań projektowych wykonanych w oparciu o optymalizację bezgradientową Hooka-Jeevesa oraz Gaussa-Seidela. | 2 |
T-W-13 | Przykłady zadań projektowych wykonanych w opaciu o metodę gradientowej optymalizacji z analizą wrażliwości. | 2 |
T-W-14 | Algorytmy genetyczne i algorytmy Monte Carlo w zastosowaniu do projektowania układów. | 2 |
T-W-15 | Zaawansowane projekty obwodów elektrycznych. Zaliczenie wykładu. | 2 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach poprzez wykonanie indywidualnych ćwiczeń | 30 |
A-L-2 | Samodzielne opracowanie wyników | 1 |
31 | ||
projekty | ||
A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach - wykonanie indywidualnych projektów obwodów o zróżnicowanym stopniu trudności. | 30 |
A-P-2 | Samodzielne przygotowanie projektów i sprawozdań. | 18 |
A-P-3 | Konsultacje | 2 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w wykładzie. | 30 |
A-W-2 | Utrwalenie i pogłębienie wiadomości. | 9 |
A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 6 |
45 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny. |
M-2 | Projektowanie indywidualnych układów elektrycznych. |
M-3 | Wykonanie zestawu ćwiczeń laboratoryjnych |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładu. |
S-2 | Ocena formująca: Wykonanie i zaliczenie zestawu projektów indywidualnych. |
S-3 | Ocena formująca: Wykonanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych |
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_2A_C01_W01 Ma wiedzę w zakresie syntezy obwodów elektrycznych | EL_2A_W02 | — | — | C-2, C-3 | T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-5, T-W-6, T-W-11, T-W-15 | M-2, M-1, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
EL_2A_C01_W02 Ma wiedzę w zakresie zaawansowanej analizy układów elektrycznych | EL_2A_W01 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-4 | M-2, M-1, M-3 | S-1, S-2 |
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_2A_C01_U04 Potrafi przeprowadzić analizę tolerancji elementów obwodu | EL_2A_U18 | — | — | C-3 | T-L-5 | M-2 | S-2 |
EL_2A_C01_U05 Potrafi przeprowadzić zaawansowaną analizę obwodu w dziedzinie częstotliwości | EL_2A_U10 | — | — | C-2 | T-W-2, T-L-2 | M-2 | S-2 |
EL_2A_C01_U06 Potrafi przeprowadzić zaawansowaną analizę stanu przejściowego w obwodzie elektrycznym | EL_2A_U08 | — | — | C-2 | T-W-3, T-L-1, T-L-3 | M-2 | S-2 |
EL_2A_C02_U01 Potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki | EL_2A_U04 | — | — | C-2 | T-P-7, T-P-9, T-P-8, T-P-13, T-P-1, T-P-12, T-P-10, T-P-2, T-P-4, T-P-3, T-P-5, T-P-11, T-P-6 | M-2 | S-2 |
EL_2A_C02_U02 Potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego | EL_2A_U07 | — | — | C-1, C-3 | T-W-2, T-P-1, T-P-2, T-P-6 | M-2 | S-2 |
EL_2A_C02_U03 Potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości | EL_2A_U18 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-5, T-W-6, T-W-11, T-W-15, T-P-7, T-P-9, T-P-8, T-P-13, T-P-12, T-P-10, T-P-11, T-P-6, T-L-4, T-L-8, T-L-7, T-L-6 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_2A_C01_W01 Ma wiedzę w zakresie syntezy obwodów elektrycznych | 2,0 | Student nie zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie poniżej 50% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. |
3,0 | Zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego | |
3,5 | Zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
4,0 | Zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
4,5 | Zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
5,0 | Zna metody syntezy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
EL_2A_C01_W02 Ma wiedzę w zakresie zaawansowanej analizy układów elektrycznych | 2,0 | Student nie zna zaawansowanych metod analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie poniżej 50% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. |
3,0 | Zna zaawansowane metody analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
3,5 | Zna zaawansowane metody analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
4,0 | Zna zaawansowane metody analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
4,5 | Zna zaawansowane metody analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. | |
5,0 | Zna zaawansowane metody analizy układów. Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań egzaminacyjnych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_2A_C01_U04 Potrafi przeprowadzić analizę tolerancji elementów obwodu | 2,0 | Student nie potrafi przeprowadzić analizy tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi przeprowadzić analizę tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi przeprowadzić analizę tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi przeprowadzić analizę tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi przeprowadzić analizę tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi przeprowadzić analizę tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
EL_2A_C01_U05 Potrafi przeprowadzić zaawansowaną analizę obwodu w dziedzinie częstotliwości | 2,0 | Student nie potrafi analizować obwodów prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi analizować obwody prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi analizować obwody prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi analizować obwody prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi analizować obwody prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi analizować obwody prądu zmiennego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
EL_2A_C01_U06 Potrafi przeprowadzić zaawansowaną analizę stanu przejściowego w obwodzie elektrycznym | 2,0 | Student nie potrafi analizować stanów nieustalonych w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi analizować stany nieustalone w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi analizować stany nieustalone w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi analizować stany nieustalone w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi analizować stany nieustalone w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi analizować stany nieustalone w obwodach. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
EL_2A_C02_U01 Potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki | 2,0 | Student nie potrafi prezentować wyników projektu oraz przedyskutować wyników. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi prezentować wyniki projektu oraz przedyskutować wyniki. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
EL_2A_C02_U02 Potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego | 2,0 | Student nie potrafi dobrać użytych modeli i metody projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi dobrać użyte modele i metodę projektowania układu elektrycznego. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
EL_2A_C02_U03 Potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości | 2,0 | Student nie potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwodu elektrycznego wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
3,0 | Student potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
3,5 | Student potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,0 | Student potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
4,5 | Student potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. | |
5,0 | Student potrafi zaprojektować i zoptymalizować obwód elektryczny wykorzystując analizę wrażliwości i tolerancji. Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny. |
Literatura podstawowa
- K.M.Gawrylczyk, strony www kmg.zut.edu.pl, ZUT, Szczecin, 2012
- Chua L. O.. Lin P. M., Komputerowa analiza układów elektronicznych, WNT, Warszawa, 1981
Literatura dodatkowa
- Białko M., Analiza układów elektronicznych wspomagana mikrokomputerem, WNT, Warszawa, 1989