Основи електротехніки

Спеціальність: Мікро- та наносистеми Інтернету речей
Код дисципліни: 6.176.03.O.018
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Програмно-апаратних систем інфокомунікацій
Лектор: Доцент, к.т.н. Шкілюк Олександр Петрович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Систематизація знань в області теоретичної електротехніки та полегшення засвоєння електромагнітних явищ в електричних і магнітних колах. Навчання студентів основним поняттям електротехніки, законам електричних кіл, одиницям вимірювання електричних та магнітних величин, умовним графічним та літерним позначенням елементів в електричних колах, методам розрахунків лінійних кіл постійного струму, однофазного та трифазного змінних струмів, побудовам та принципам дій електронних приладів.
Завдання: загальні компетентності: • ЗК1 Здатність застосовувати знання у практичних; • ЗК2 Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності; • ЗК5 Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій; • ЗК6 Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями; • ЗК7 Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел; • ЗК12 Визначеність і наполегливість щодо поставлених завдань і взятих обов'язків. фахові компетентності: • ФК1 Здатність використовувати знання і розуміння наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів для проектування та застосування мікро- та наносистемної техніки; • ФК3 Здатність використовувати математичні принципи і методи для проектування та застосування мікро- та наносистемної техніки; • ФК4 Здатність застосувати відповідні наукові та інженерні методи, сучасні інформаційні технології і комп'ютерне програмне забезпечення, комп'ютерні мережі, бази даних та Інтернет-ресурси для для розв'язання професійних задач в галузі мікро- та наносистемної техніки; • ФК5 Здатність ідентифікувати, класифікувати, оцінювати і описувати процеси у мікро- та наносистемній техніки за допомогою побудови і аналізу їх фізичних та математичних моделей; • ФК7 Здатність розв'язувати інженерні задачі в галузі мікро- та наносистемної техніки з урахуванням всіх аспектів розробки, проектування, виробництва, експлуатації та модернізації; • ФК8 Здатність визначати та оцінювати характеристики та параметри матеріалів мікро- та наносистемної техніки, аналогових цифрових електронних пристроїв, мікропроцесорних систем.
Результати навчання: • знання основних понять і визначень загальної теорії електротехніки і електроніки, законів і методів аналізу електричних кіл, методів аналізу стаціонарних і перехідних процесів в електричних колах; • основних властивостей, фізичних основи функціонування, типових характеристик і параметрів, умовних графічних позначення компонентів електричних кіл і структурних елементів електронних схем, а також їх призначення, принципи побудови і функціонування; • основних властивостей, принципів дії, особливостей застосування напівпровідникових приладів, підсилювальних пристроїв, інших типових аналогових компонентів і пристроїв.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Електронні системи • Мікросхемотехніка
Короткий зміст навчальної програми: Електротехнікою називають широку область практичного застосування електромагнітних явищ. Електротехніка – дисципліна, що займається питаннями розрахунку та вивчення явищ, що характеризуються поняттями електричних струмів, напруг, потужностей, магнітних потоків, а також поняттями напруженості електричного та індукцією магнітного полів. Вивчення курсу "Основи електротехніки" потребує знання курсів фізики, а саме розділу "Електрика та магнетизм", і особливо, математики, передусім розділів: системи лінійних алгебраїчних рівнянь, теорія матриць, похідна та інтеграл, диференційні рівняння, функціональні ряди, інтегральні перетворення Лапласа, векторна алгебра. Теоретичні положення курсу засвоюються ґрунтовно тільки тоді, коли вони використані для вирішення конкретних задач. Такі задачі постають не тільки перед фахівцями електротехнічної спеціалізації, а також перед інженерами інших напрямів, тому що без застосування електротехнічного обладнання не може обійтися жодна галузь сучасної індустрії.
Опис: • Основні поняття та закони теорії електронних кіл. Електричний струм, напруга, електрорушійна сила, потужність. Закони Кірхгофа. • Лінійні електричні кола постійного струму. Аналіз електричних кіл на основі законів Кірхгофа. Джерела напруги та струму. Баланс потужностей в електричному колі постійного струму. • Перехідні процеси в лінійних електричних колах. • Лінійні електричні кола однофазного синусоїдного струму. Діючі значення синусоїдного струму та напруги. Баланс потужностей у колі синусоїдного струму. • Резонансні явища в електричному колі синусоїдного струму. Параметри коливальних кіл в усталеному режимі гармонічних коливань. Резонанс струмів та напруг • Трифазні кола. Способи з’єднання фаз у трифазних колах. Потужності у трифазних колах. • Пасивні компоненти. Діодні схеми. • Чотириполюсники. Загальна характеристика чотириполюсників. Рівняння, коефіцієнти, характеристики чотириполюсників. • Польові та біполярні транзистори. • Зворотний зв’язок. Загальні положення. Від’ємний та додатній зворотні зв’язки. • Транзисторні каскади з від’ємним зворотним звязком. • Автогенератори гармонічних коливань. Умови самозбудження автогенератора. • Операційні підсилювачі. Загальні відомості. Інвертуючий та неінвертуючий підсилювачі напруги. • Пристрої на основі ОП. Інтегратор та диференціатор на ОП. Логарифматор та антилогарифматор. Помножувач та дільник напруг. Суматор та мультивібратор на ОП.
Методи та критерії оцінювання: 1. Поточний контроль (оцінка виконаних завдань) 2. Семестровий контроль (проведення письмового заліку)
Критерії оцінювання результатів навчання: Лабораторні роботи – 30 балів. Екзаменаційний контроль –70 балів: - письмова компонента – 60 балів; - усна компонента – 10 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Основи радіоелектроніки [Текст]: [навч. посіб. для студ. вищ. техн. навч.закл.] / Ю. Я. Бобало, Р. І. Желяк, М. Д. Кіселичник та ін. ; за ред. : Б. А. Мандзія; — Львів: Львів: Вид-во Львівської. політехніки, 2007. — 544 с. 2. Основи теорії електронних кіл [Текст]: [підруч. для студ. вищ. навч. закл.]/ Ю. Я. Бобало, Б. А. Мандзій, П. Г. Стахів та ін.; за ред.: Ю. Я. Бобала. — Львів: Вид-во Львівської політехніки, 2008. 3. Основи аналогової мікросхемотехніки / Мандзій Б.А., Желяк Р.І. - Львів, «Тезаурус», 1993р., 186 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).