Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S2)

Sylabus przedmiotu Modelowanie i pomiary pól elektromagnetycznych:

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 Modelowanie i pomiary pól elektromagnetycznych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki Stosowanej
Nauczyciel odpowiedzialny Przemysław Łopato <Przemyslaw.Lopato@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Grzegorz Psuj <Grzegorz.Psuj@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 20 1,20,62zaliczenie
laboratoriaL1 35 1,80,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Ukończony kurs matematyki na poziomie akademickim.
W-2Ukończony kurs fizyki na poziomie akademickim.
W-3Ukończony kurs podstaw programowania na poziomie akademickim.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zdobycie przez studenta wiedzy dotyczącej analizy i technik pomiarowych pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
C-2Zdobycie przez studenta umiejętności dotyczących modelowania i pomiarów pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Modelowanie numeryczne sond pomiarowych za pomocą metody momentów.3
T-L-2Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody elementów skończonych3
T-L-3Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.3
T-L-4Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości. Analizator widma.3
T-L-5Pomiary z wykorzystaniem wektorowego analizatora sieci.3
T-L-6Wzorcowe pola magnetyczne.3
T-L-7Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.6
T-L-8Badania własności materiałów magnetycznych.6
T-L-9Analiza obwodów magnetycznych.3
T-L-10Zaliczenie końcowe / Poprawa.2
35
wykłady
T-W-1Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości.2
T-W-2Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.2
T-W-3Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.2
T-W-4Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.3
T-W-5Właściwości magnetyczne materiałów. Wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów. Materiały magnetyczne w technice.5
T-W-6Analiza i modelowanie układów magnetycznych.2
T-W-7Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe. Zaliczenie wykładu.4
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach35
A-L-2Przygotowanie do zajęć.8
A-L-3Konsultacje2
45
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2Studiowanie literatury10
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład multimedialny z przykładami
M-2ćwiczenia laboratoryjne (ćwiczenia pomiarowe i komputerowe)

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych uwzględniająca indywidualne przygotowanie, aktywność i współpracę w zespole w celu rozwiązania postawionych problemów.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na koniec zajęć na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych w trakcie realizacji poszczególnych ćwiczeń.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia końcowego wykładów.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_2A_C07_W01
Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.
EL_2A_W01, EL_2A_W03C-1T-W-3, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-5, T-W-6, T-W-7M-1S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_2A_C07_U01
Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadzać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.
EL_2A_U03, EL_2A_U07C-2T-L-5, T-L-4, T-L-1, T-L-8, T-L-6, T-L-10, T-L-7, T-L-9, T-L-3M-2S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_2A_C07_K01
Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualnej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.
EL_2A_K03C-2T-L-5, T-L-4, T-L-1, T-L-8, T-L-6, T-L-10, T-L-7, T-L-9, T-L-3M-2S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
EL_2A_C07_W01
Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.
2,0Student uzyskał punktację poniżej 50% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
3,0Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
3,5Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
4,0Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
4,5Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
5,0Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
EL_2A_C07_U01
Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadzać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.
2,0Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
5,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
EL_2A_C07_K01
Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualnej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.
2,0Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
5,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.

Literatura podstawowa

  1. Szóstka J., Fale i anteny, WKŁ, Warszawa, 2006
  2. Spałek D., Fale elektromagnetyczne. Podstawy teorii anten i falowodów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2015
  3. Łopato P., Detekcja i identyfikacja defektów struktur dielektrycznych i kompozytowych z wykorzystaniem fal elektromagnetycznych w zakresie terahercowym, Wydawnictwo Uczelniane ZUT w Szczecinie, Szczecin, 2018
  4. Tumański S., Handbook of magnetic measurements, CRC Press Taylor & Francis Group, USA, 2011

Literatura dodatkowa

  1. Balanis C. A., Antenna Theory: Analysis and Design, John Wiley & Sons Inc., New York, 2005
  2. Dobrowolski J.A., Technika wysokich częstotliwości, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2001
  3. Soiński M., Materiały megnetyczne w technice, COSiW SEP, Warszawa, 2001
  4. Wac-Włodarczyk A., Materiały magnetyczne. Modelowanie i zastosowania., Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin, 2012

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Modelowanie numeryczne sond pomiarowych za pomocą metody momentów.3
T-L-2Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody elementów skończonych3
T-L-3Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.3
T-L-4Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości. Analizator widma.3
T-L-5Pomiary z wykorzystaniem wektorowego analizatora sieci.3
T-L-6Wzorcowe pola magnetyczne.3
T-L-7Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.6
T-L-8Badania własności materiałów magnetycznych.6
T-L-9Analiza obwodów magnetycznych.3
T-L-10Zaliczenie końcowe / Poprawa.2
35

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości.2
T-W-2Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.2
T-W-3Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.2
T-W-4Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.3
T-W-5Właściwości magnetyczne materiałów. Wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów. Materiały magnetyczne w technice.5
T-W-6Analiza i modelowanie układów magnetycznych.2
T-W-7Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe. Zaliczenie wykładu.4
20

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach35
A-L-2Przygotowanie do zajęć.8
A-L-3Konsultacje2
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2Studiowanie literatury10
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięEL_2A_C07_W01Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_2A_W01Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie niektórych działów fizyki technicznej, matematyki i metod numerycznych niezbędnych do: - modelowania i analizy działania zaawansowanych elementów oraz układów elektrycznych oraz zjawisk fizycznych w nich występujących; - opisu i analizy działania zaawansowanych maszyn, przekształtników energoelektronicznych; - syntezy złożonych układów elektrycznych, w tym systemów diagnostyki; - opisu, analizy i syntezy algorytmów przetwarzania sygnałów analogowych i cyfrowych charakterystycznych dla układów elektrycznych
EL_2A_W03Ma pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie teorii pola elektromagnetycznego, w tym niezbędną wiedzę do zrozumienia działania złożonych maszyn i urządzeń elektrycznych oraz systemów elektrotechnicznych
Cel przedmiotuC-1Zdobycie przez studenta wiedzy dotyczącej analizy i technik pomiarowych pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programoweT-W-3Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.
T-W-2Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.
T-W-4Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.
T-W-1Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości.
T-W-5Właściwości magnetyczne materiałów. Wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów. Materiały magnetyczne w technice.
T-W-6Analiza i modelowanie układów magnetycznych.
T-W-7Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe. Zaliczenie wykładu.
Metody nauczaniaM-1Wykład multimedialny z przykładami
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia końcowego wykładów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student uzyskał punktację poniżej 50% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
3,0Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
3,5Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
4,0Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
4,5Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
5,0Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięEL_2A_C07_U01Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadzać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_2A_U03Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji eksperymentu, zadania projektowego lub badawczego, potrafi przygotować opracowanie zawierające omówienie tych wyników
EL_2A_U07Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne - w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując - do analizy i projektowania (w tym projektowania CAD) elementów, układów i systemów elektrycznych, elektromechanicznych i energoelektronicznych
Cel przedmiotuC-2Zdobycie przez studenta umiejętności dotyczących modelowania i pomiarów pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programoweT-L-5Pomiary z wykorzystaniem wektorowego analizatora sieci.
T-L-4Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości. Analizator widma.
T-L-1Modelowanie numeryczne sond pomiarowych za pomocą metody momentów.
T-L-8Badania własności materiałów magnetycznych.
T-L-6Wzorcowe pola magnetyczne.
T-L-10Zaliczenie końcowe / Poprawa.
T-L-7Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.
T-L-9Analiza obwodów magnetycznych.
T-L-3Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.
Metody nauczaniaM-2ćwiczenia laboratoryjne (ćwiczenia pomiarowe i komputerowe)
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych uwzględniająca indywidualne przygotowanie, aktywność i współpracę w zespole w celu rozwiązania postawionych problemów.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na koniec zajęć na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych w trakcie realizacji poszczególnych ćwiczeń.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
5,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięEL_2A_C07_K01Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualnej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_2A_K03Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie i innych zadania współdziałając i pracując w grupie, przyjmując w niej różne role
Cel przedmiotuC-2Zdobycie przez studenta umiejętności dotyczących modelowania i pomiarów pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programoweT-L-5Pomiary z wykorzystaniem wektorowego analizatora sieci.
T-L-4Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości. Analizator widma.
T-L-1Modelowanie numeryczne sond pomiarowych za pomocą metody momentów.
T-L-8Badania własności materiałów magnetycznych.
T-L-6Wzorcowe pola magnetyczne.
T-L-10Zaliczenie końcowe / Poprawa.
T-L-7Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.
T-L-9Analiza obwodów magnetycznych.
T-L-3Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.
Metody nauczaniaM-2ćwiczenia laboratoryjne (ćwiczenia pomiarowe i komputerowe)
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych uwzględniająca indywidualne przygotowanie, aktywność i współpracę w zespole w celu rozwiązania postawionych problemów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,00 do 3,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
3,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,26 do 3,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 3,76 do 4,25, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
4,5Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,26 do 4,75, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
5,0Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.