Specjalność: Informatyka

Kurs: inżynierski

Studia: dzienne, zaoczne

Prowadzący wykłady: prof. dr hab. Stanisław Przerembel



1. Nazwa i kod przedmiotu: Elektrotechnika i Elektronika, B3

2. Obciążenie tygodniowe: 2 godziny wykładu,

Semestr 2

Semestr W

2 2

W- wykład

1

L.p.

Grupa tematyczna i szczegółowy program wykładów

L.godz.

wykładów.

1

Podstawowe pojęcia, prawa i wielkości elektryczne.

2

• Jednostki wielkości fizycznych w układzie SI.

• Istota elektryczności, prąd elektryczny.

• Potencjał elektryczny, napięcie i siła elektromotoryczna.

• Oporność. Moc i praca prądu elektrycznego.

• Prawo Ohma, prawa Kirchhoffa i prawo Joule’a.

• Obwód elektryczny nierozgałęziony.

• Idealne i rzeczywiste źródło napięcia. Rezystancja wewnętrzna. Stany

pracy źródła: jałowy, obciążenia, zwarcia i dopasowania odbiornika.

• Źródło prądu, zamiana źródła prądu na źródło napięcia.

• Łączenie źródeł.

2

Metody rozwiązywania obwodów elektrycznych.

2

• Struktura obwodu rozgałęzionego prądu stałego.

• Zastosowanie praw Kirchhoffa do rozwiązywania obwodów elektrycznych

rozgałęzionych.

• Łączenie szeregowe i równoległe oporników. Dzielnik napięcia.

• Metoda oczkowa rozwiązywania obwodów elektrycznych .

• Metoda superpozycji rozwiązywania obwodów elektrycznych.

• Twierdzenie Thevenina i Nortona. Układ mostkowy.

• Elementy nieliniowe i ich charakterystyki. Rezystancja statyczna i

dynamiczna. Aproksymacja liniowa charakterystyk nieliniowych

• Rozwiązywanie obwodów z elementami nieliniowymi metodą

charakterystyki wypadkowej i metodą przecięcia charakterystyk.

3

Pole elektryczne i pole magnetyczne.

2

• Wielkości charakteryzujące pole elektryczne: strumień, indukcja,

natężenie i przenikalność elektryczna. Przewodniki i dielektryki w polu
elektrycznym.

• Kondensator, pojemność i elastancja kondensatora. Łączenie szeregowe

i równoległe kondensatorów.

• Przebiegi łączeniowe w obwodzie z kondensatorem. Energia pola

elektrycznego.

• Wielkości charakteryzujące pole magnetyczne: strumień, indukcja,

napięcie i przenikalność magnetyczna. Własności magnetyczne materii,
ciała diamagnetyczne, paramagnetyczne i ferromagnetyczne. Krzywa
magnesowania i pętla histerezy.

• Prawo przepływu. Obliczanie obwodów magnetycznych.

• Indukcja elektromagnetyczna, prawo Laplace’a, indukcyjność własna i

wzajemna. Przebiegi łączeniowe w obwodzie z cewką. Energia pola
magnetycznego .prądy wirowe.

4

Obwody prądu przemiennego.

2

• Klasyfikacja przebiegów prądu. Wielkości charakteryzujące przebiegi

okresowe. Wartość skuteczna i średnia.

• Elementy idealne RLC w obwodzie prądu sinusoidalnego. Szeregowe i

równoległe łączenie elementów RLC.

• Analiza obwodów metodą liczb zespolonych. Impedancja zespolona

układu szeregowego. Admitancja zespolona gałęzi równoległych

2

Wykresy wektorowe.

• Rezonans napięć i prądów w obwodzie RLC.

• Moc prądu przemiennego; pozorna, czynna i bierna. Składowe czynne i

bierne prądu i napięcia. Współczynnik mocy.

• Prądy trójfazowe: układ gwiazdowy cztero- i trójprzewodowy.

5

Transformator i maszyny elektryczne.

2

• Obwody sprzężone magnetycznie. Transformator bezrdzeniowy. Cewka

z rdzeniem ferromagnetycznym – dławik.

• Transformator rdzeniowy, stany: jałowy, obciążenia i zwarcia

pomiarowego. sprawność transformatora.

• Podstawy działania maszyn elektrycznych. Maszyny prądu stałego:

budowa i zasada działania. Oddziaływanie twornika, komutacja i
podstawowe zależności. Charakterystyki prądnic i silników prądu stałego.

• Zastosowanie pola magnetycznego wirującego w budowie silników

indukcyjnych. Silnik asynchroniczny. Maszyna synchroniczna.

• Straty energii i sprawność maszyn.

6

Elektroniczne przyrządy półprzewodnikowe.

2

• Podstawowe właściwości półprzewodników. Budowa krystaliczna,

elektrony swobodne, dziury. Model pasmowy: półprzewodniki, izolatory i
metale. Generacja i rekombinacja nośników. Oddziaływanie pola
elektrycznego i magnetycznego na nośniki w półprzewodniku.

• Klasyfikacja przyrządów elektronicznych. Elementy jednozłączowe,

złącze p-n, diody i ich charakterystyki. Elementy wielozłączowe: bipolarny
tranzystor warstwowy, tranzystory polowe złączowe.

• Metody analizy układów elektronicznych. Linearyzacja elementów

nieliniowych. Czwórnik, macierze czwórnika liniowego, podstawowe
określenia i definicje z teorii czwórników. Parametry robocze czwórnika.

• Sprzężenie zwrotne, przypadki sprzężenia zwrotnego, podstawowe

układy.

• Charakterystyki i parametry tranzystora bipolarnego. Polaryzacja i

stabilizacja punktu pracy. Podstawowe charakterystyki i parametry
wzmacniaczy z tranzystorami.

7

Wzmacniacze, generatory i układy zasilające.

2

• Wzmacniacze elektroniczne. Klasy pracy wzmacniaczy. Wybór punktu

pracy i jego stabilizacja, ujemne sprzężenie zwrotne. Wzmacniacz w
układzie WC. Wzmacniacze: selektywne, mocy, prądu stałego,
wielostopniowe. Wzmacniacze operacyjne.

• Generatory. Warunki generacji drgań. Generatory LC, kwarcowe, RC.

Generatory sygnałów niesinusoidalnych. Generatory funkcyjne.

• Modulacja i demodulacja amplitudy (AM) i częstotliwości (FM).

• Zasilacz, prostownik niesterowany, filtr. Stabilizatory napięcia stałego.

8

Układy impulsowe.

2

• Praca dwustanowa elementów półprzewodnikowych. Charakterystyki

statyczne i właściwości dynamiczne diody i tranzystora. Obcinacze.

• Przerzutniki: bistabilny, monostabilny i Schmitta.

• Układy kombinacyjne. Funkcje logiczne dwóch zmiennych. Funktory

logiczne.

• Przekształcanie i minimalizacja funkcji logicznych. Prawa algebry

Boole’a, tabela stanów, funkcja wyjściowa układu w postaci kanonicznej
sumy lub w postaci kanonicznego iloczynu.

3

• Parametry elementów logicznych i technika ich realizacji.

• Układy sekwencyjne. Przerzutniki w układach scalonych.

• Rejestry i liczniki. Pamięci półprzewodnikowe.

• Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe.

9

Pomiary wielkości elektrycznych

2

• Metody pomiarowe, błąd bezwzględny i błąd względny, klasa dokładności

miernika.

• Zasada działania mierników elektrycznych. Przyrządy

magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne. Liczniki
indukcyjne, rejestratory i przekładniki.

• Metody pomiaru napięcia i prądu.

• Pomiar rezystancji metodą techniczną i mostkiem Wheatstone’a. Pomiar

rezystancji izolacji przewodów.

• Pomiar indukcyjności metodą techniczną i mostkową.

• Pomiar pojemności metodą techniczną i metodą mostkową.

• Pomiar mocy i energii w układach jedno- i trójfazowych..

10 Wytwarzanie, przesyłanie i rozdział energii. Ochrona przed

porażeniem.

2

• System elektroenergetyczny, jego podstawowe elementy, wymagania

ogólne i środowiskowe.

• Instalacje elektryczne niskiego napięcia, rozdzielnice, łączniki nisko

napięciowe, bezpieczniki.

• Ochrona sieci przed przepięciami.

• Rodzaje zabezpieczeń przekaźnikowych. Stopniowanie zabezpieczeń.

• Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym. Oddziaływanie prądu

na organizm ludzki.

• Układy sieciowe w ochronie przed porażeniem.

• Ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim.

• Wyłącznik ochronny różnicowoprądowy.

• Ochrona przed przerzutem wysokiego napięcia na sieć niskiego napięcia.

Literatura do wykładu (semestr II):

1. Bolkowski S.: Teoria obwodów elektrycznych. Wyd. V. Warszawa, WNT 1998.
2. Mikołajuk K., Trzaska Z.: Elektrotechnika teoretyczna. Analiza i synteza

elektrycznych obwodów liniowych. Warszawa, PWN 1986.

3. Praca zbiorowa: Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków. Wyd. v

Warszawa WNT 1999.

4. Przeżdziecki F.: Elektrotechnika i elektronika. Warszawa, PWN 1986.
5. Filipkowski A.: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe. Warszawa, WNT

1995.

6. Marciniak W.: Przyrządy półprzewodnikowe. Warszawa, WNT 1991.
7. Traczyk W.: Układy cyfrowe. Podstawy teoretyczne i metody syntezy.

Warszawa, WNT 1986.

4

8. Chwaleba A., Poniński M., SiedleckinA.: Metrologia elektryczna. Warszawa,

WNT 1998.

9. Plamitzer A.M.: Maszyny elektryczne. Wyd. VIII. Warszawa, WNT 1986.
10. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. Warszawa, WNT 1997.

5