ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2020/2021 / Wydział Elektryczny / Elektrotechnika (N2) / Sylabus przedmiotu - Modelowanie i pomiary pól elektromagnetycznych

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N2)

Sylabus przedmiotu Modelowanie i pomiary pól elektromagnetycznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Elektrotechnika
Forma studiów	studia niestacjonarne	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
Nauczyciel odpowiedzialny	Przemysław Łopato <Przemyslaw.Lopato@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Grzegorz Psuj <Grzegorz.Psuj@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	1	9	1,0	0,62	zaliczenie
laboratoria	L	1	15	1,0	0,38	zaliczenie

Wymagania wstępne

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

Cele przedmiotu

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

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Zapoznanie się ze środowiskiem symulacyjnym. Modele numeryczne sond pomiarowych. Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.	3
T-L-2	Pomiar rozkładu pola elektromagnetycznego w pobliżu struktur promieniujących i linii transmisyjnych.	2
T-L-3	Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości pochodzącego od urządzeń technicznych.	2
T-L-4	Wzorcowe pola elektormagnetyczne.	2
T-L-5	Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.	2
T-L-6	Badania właściwości magnetycznych materiałów.	2
T-L-7	Analiza obwodów magnetycznych.	2
		15
wykłady
T-W-1	Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości. Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.	2
T-W-2	Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.	1
T-W-3	Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.	2
T-W-4	Właściwości magnetyczne materiałów. Materiały magnetyczne, wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów.	2
T-W-5	Analiza i modelowanie układów magnetycznych.	1
T-W-6	Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe.	1
		9

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do zajęć.	10
		25
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	9
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia	16
		25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

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

Sposoby oceny

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

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_C07xx_W01 Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.	EL_2A_W01, EL_2A_W03	—	—	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6	M-1	S-3

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_C07xx_U02 Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadziać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.	EL_2A_U03, EL_2A_U07	—	—	C-2	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7	M-2	S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

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_C07xx_K01 Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualniej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.	EL_2A_K03	—	—	C-2	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7	M-2	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
EL_2A_C07xx_W01 Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.	2,0	Student uzyskał punktację poniżej 50% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	3,0	Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	3,5	Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	4,0	Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	4,5	Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	5,0	Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
EL_2A_C07xx_U02 Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadziać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.	2,0	Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
	3,0	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	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	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	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	Średnia 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 się	Ocena	Kryterium oceny
EL_2A_C07xx_K01 Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualniej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.	2,0	Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
	3,0	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	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	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	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	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

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

Literatura dodatkowa

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

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Zapoznanie się ze środowiskiem symulacyjnym. Modele numeryczne sond pomiarowych. Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.	3
T-L-2	Pomiar rozkładu pola elektromagnetycznego w pobliżu struktur promieniujących i linii transmisyjnych.	2
T-L-3	Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości pochodzącego od urządzeń technicznych.	2
T-L-4	Wzorcowe pola elektormagnetyczne.	2
T-L-5	Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.	2
T-L-6	Badania właściwości magnetycznych materiałów.	2
T-L-7	Analiza obwodów magnetycznych.	2
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości. Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.	2
T-W-2	Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.	1
T-W-3	Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.	2
T-W-4	Właściwości magnetyczne materiałów. Materiały magnetyczne, wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów.	2
T-W-5	Analiza i modelowanie układów magnetycznych.	1
T-W-6	Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe.	1
		9

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do zajęć.	10
		25

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	9
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia	16
		25

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	EL_2A_C07xx_W01	Student ma poszerzoną wiedzę o zastosowaniu metod modelowania numerycznego i pomiarów pól elektromagnetycznych występujących w systemach elektrotechnicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_W01	Ma 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
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_W03	Ma 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 przedmiotu	C-1	Zdobycie przez studenta wiedzy dotyczącej analizy i technik pomiarowych pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programowe	T-W-1	Pola elektromagnetyczne niskich i wysokich częstotliwości. Modelowanie pól elektromagnetycznych. Metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu.
	T-W-2	Środowiska obliczeniowe. Zasady tworzenia modeli numerycznych. Optymalizacja z wykorzystaniem modeli numerycznych.
	T-W-3	Pomiary pól wysokich częstotliwości. Urządzenia i metody pomiarowe.
	T-W-4	Właściwości magnetyczne materiałów. Materiały magnetyczne, wielkości i zjawiska pola magnetycznego. Proces magnesowania. Wpływ pola magnetycznego na właściwości fizyczne materiałów.
	T-W-5	Analiza i modelowanie układów magnetycznych.
	T-W-6	Pomiary stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych i elektrycznych. Źródła i czujniki pomiarowe pola magnetycznego. Układy i metody pomiarowe.
Metody nauczania	M-1	Wykład multimedialny z przykładami
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia końcowego wykładów.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student uzyskał punktację poniżej 50% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	3,0	Student uzyskał punktację w zakresie 50-60% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	3,5	Student uzyskał punktację w zakresie 61-70% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	4,0	Student uzyskał punktację w zakresie 71-80% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	4,5	Student uzyskał punktację w zakresie 81-90% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.
	5,0	Student uzyskał punktację w zakresie 91-100% z pytań zaliczeniowych z tematyki dotyczącej ocenianego efektu przedmiotowego.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	EL_2A_C07xx_U02	Student potrafi zastosować metody modelowania numerycznego i przeprowadziać pomiary pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości występujących w systemach elektrotechnicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_U03	Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji eksperymentu, zadania projektowego lub badawczego, potrafi przygotować opracowanie zawierające omówienie tych wyników
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_U07	Potrafi 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 przedmiotu	C-2	Zdobycie przez studenta umiejętności dotyczących modelowania i pomiarów pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programowe	T-L-1	Zapoznanie się ze środowiskiem symulacyjnym. Modele numeryczne sond pomiarowych. Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.
	T-L-2	Pomiar rozkładu pola elektromagnetycznego w pobliżu struktur promieniujących i linii transmisyjnych.
	T-L-3	Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości pochodzącego od urządzeń technicznych.
	T-L-4	Wzorcowe pola elektormagnetyczne.
	T-L-5	Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.
	T-L-6	Badania właściwości magnetycznych materiałów.
	T-L-7	Analiza obwodów magnetycznych.
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne (ćwiczenia pomiarowe i komputerowe)
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych uwzględniająca indywidualne przygotowanie, aktywność i współpracę w zespole w celu rozwiązania postawionych problemów.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na koniec zajęć na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych w trakcie realizacji poszczególnych ćwiczeń.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
	3,0	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	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	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	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	Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	EL_2A_C07xx_K01	Student potrafi zaplanować zadania (w ramach pracy indywidualniej jak i współdziałania w grupie) związane z modelowaniem i pomiarem pól elektromagnetycznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_K03	Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie i innych zadania współdziałając i pracując w grupie, przyjmując w niej różne role
Cel przedmiotu	C-2	Zdobycie przez studenta umiejętności dotyczących modelowania i pomiarów pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Treści programowe	T-L-1	Zapoznanie się ze środowiskiem symulacyjnym. Modele numeryczne sond pomiarowych. Modelowanie pól elektromagnetycznych za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu.
	T-L-2	Pomiar rozkładu pola elektromagnetycznego w pobliżu struktur promieniujących i linii transmisyjnych.
	T-L-3	Pomiary natężenia pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości pochodzącego od urządzeń technicznych.
	T-L-4	Wzorcowe pola elektormagnetyczne.
	T-L-5	Pomiary rozkładu stałych i wolnozmiennych pól magnetycznych.
	T-L-6	Badania właściwości magnetycznych materiałów.
	T-L-7	Analiza obwodów magnetycznych.
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne (ćwiczenia pomiarowe i komputerowe)
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych uwzględniająca indywidualne przygotowanie, aktywność i współpracę w zespole w celu rozwiązania postawionych problemów.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Średnia ważona z form ocen jest poniżej 3,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.
	3,0	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	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	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	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	Średnia ważona z form ocen jest w zakresie od 4,76 do 5,00, gdzie wagi są takie same dla wszystkich form oceny.