Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S1)
Sylabus przedmiotu Metody matematyczne w elektrotechnice:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Metody matematyczne w elektrotechnice | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki Stosowanej | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Stanisław Gratkowski <Stanislaw.Gratkowski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Andrzej Brykalski <Andrzej.Brykalski@zut.edu.pl>, Irena Karpik <Irena.Karpik@zut.edu.pl>, Krzysztof Stawicki <Krzysztof.Stawicki@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Zaliczenie przedmiotu Algebra. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zdobycie przez studenta wiedzy i umiejętności w zakresie omawianych treści programowych, niezbędnych do dalszego kształcenia na kierunkach technicznych oraz do korzystania z metod matematycznych do opisu procesów fizycznych. |
C-2 | Zapoznanie z podstawowymi metodami numerycznymi oraz poszerzenie zakresu znajomości metod matematycznych, co ma umożliwić nabycie umiejętności tworzenia algorytmów numerycznych i podejmowanie decyzji projektowych na poziomie inżynierskim w zakresie zadań obliczeniowych elektrotechniki. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
T-A-1 | Układy równań algebraicznych. | 2 |
T-A-2 | Interpolacja i aproksymacja. | 2 |
T-A-3 | Całka. | 2 |
T-A-4 | Pochodna, operatory różniczkowe. | 8 |
T-A-5 | Numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. | 6 |
20 | ||
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie do Matlaba. | 2 |
T-L-2 | Przybliżone metody rozwiązywania równań nieliniowych. | 2 |
T-L-3 | Rozwiązywanie układów równań liniowych. | 2 |
T-L-4 | Interpolacja. | 2 |
T-L-5 | Całkowanie numeryczne. | 2 |
T-L-6 | Różniczkowanie numeryczne. | 2 |
T-L-7 | Operatory różniczkowe: gradient, dywergencja, rotacja. | 6 |
T-L-8 | Metoda odbić zwierciadlanych. | 2 |
T-L-9 | Metoda różnic skończonych. | 2 |
T-L-10 | Metoda elementów skończonych. | 6 |
T-L-11 | Elementy statystyki. | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Podstawowe pojęcia w metodach numerycznych. | 1 |
T-W-2 | Wybrane metody rozwiązywania równań nieliniowych. | 1 |
T-W-3 | Wybrane zagadnienia algebry liniowej: rozwiązywanie układów równań liniowych i grupy układów równań, odwracanie macierzy. | 2 |
T-W-4 | Interpolacja i aproksymacja. | 2 |
T-W-5 | Numeryczne różniczkowanie i całkowanie. | 2 |
T-W-6 | Numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych. | 2 |
T-W-7 | Metoda odbić zwierciadlanych w zagadnieniach elektrotechniki. | 4 |
T-W-8 | Układy współrzędnych; operatory różniczkowe: dywergencja, gradient, rotacja, operator Laplace’a dla funkcji skalarnej i wektorowej; przykłady równań różniczkowych cząstkowych w zagadnieniach elektrotechniki. | 4 |
T-W-9 | Metoda rozdzielenia zmiennych i jej zastosowania, funkcje specjalne. | 4 |
T-W-10 | Metody różnicowe, wprowadzenie do metody elementów skończonych. | 4 |
T-W-11 | Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki. | 4 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 20 |
A-A-2 | Przygotowanie do zajęć | 5 |
25 | ||
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
A-L-2 | Przygotowanie do zajęć (wejściówki). | 20 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
A-W-2 | Samodzielne studiowanie tematyki wykładów wraz ze studiowaniem literatury. | 15 |
A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu. | 5 |
50 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjno-problemowy. |
M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera. |
M-3 | Metody problemowe z użyciem dostępnego na zajęciach sprzętu i oprogramowania. |
M-4 | Ćwiczenia audytoryjne. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Wykład: na podstawie dyskusji. |
S-2 | Ocena formująca: Sprawdziany przed rozpoczęciem ćwiczenia laboratoryjnego. |
S-3 | Ocena formująca: Ocena pracy studenta podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-4 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny połączony z egzaminem ustnym. |
S-5 | Ocena formująca: Test. |
S-6 | Ocena podsumowująca: Kolokwium. |
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_1A_C03_W01 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do matematycznego opisu i zagadnień inżynierskich. | EL_1A_W01 | — | — | C-2, C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-11, T-W-3, T-W-9 | M-1 | S-1, S-4 |
EL_1A_C03_W02 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do matematycznego opisu i analizy zagadnień elektrotechniki. | EL_1A_W01 | — | — | C-2, C-1 | T-W-10, T-W-7, T-W-8 | M-1 | S-1, S-4 |
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_1A_C03_U01 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę oraz znalezione w literaturze fakty do rozwiązywania zadań i problemów matematycznych i inżynierskich. | EL_1A_U07 | — | — | C-2, C-1 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-A-1, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-2 | M-2, M-4 | S-3, S-2, S-6, S-5 |
EL_1A_C03_U02 Student potrafi wykorzystać poznane metody, modele matematyczne i symulacje komputerowe do rozwiązywania problemów matematycznych i inżynierskich. | EL_1A_U07 | — | — | C-2 | T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11 | M-2, M-3 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_1A_C03_W01 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do matematycznego opisu i zagadnień inżynierskich. | 2,0 | Student nie uzyskał z każdej formy oceny min. 3,00. |
3,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,00 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
3,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
5,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
EL_1A_C03_W02 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do matematycznego opisu i analizy zagadnień elektrotechniki. | 2,0 | Student nie uzyskał z każdej formy oceny min. 3,00. |
3,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,00 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
3,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
5,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_1A_C03_U01 Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę oraz znalezione w literaturze fakty do rozwiązywania zadań i problemów matematycznych i inżynierskich. | 2,0 | Student nie uzyskał z każdej formy oceny min. 3,00. |
3,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,00 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
3,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
5,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
EL_1A_C03_U02 Student potrafi wykorzystać poznane metody, modele matematyczne i symulacje komputerowe do rozwiązywania problemów matematycznych i inżynierskich. | 2,0 | Student nie uzyskał z każdej formy oceny min. 3,00. |
3,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,00 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
3,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 3,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
4,5 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,25 i z każdej formy oceny min. 3,00. | |
5,0 | Student uzyskał średnią z form ocen min. 4,75 i z każdej formy oceny min. 3,00. |
Literatura podstawowa
- Baron B., Piątek Ł., Metody numeryczne w C++ Builder, Helion, 2004
- Dahlgquist G., Bjöck A., Metody numeryczne, PWN, Warszawa, 1983
- Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J., Metody numeryczne, WNT, Warszawa, 1982
- Kiełbasiński A., Schwetlick H., Numeryczna algebra liniowa, WNT, Warszawa, 1992
- Ralston A., Wstęp do analizy numerycznej, PWN, Warszawa, 1983
- Kosma Z., Metody numeryczne dla zastosowań inżynierskich, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 1999
- Kącki E., Równania różniczkowe cząstkowe w zagadnieniach fizyki i techniki, WNT, Warszawa, 1992
- Grzymkowski R., Kapusta A., Nowak I., Słota D., Metody numeryczne. Zagadnienia brzegowe, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2003
Literatura dodatkowa
- Chari M.V.K., Salon S.J., Numerical methods in electromagnetism, Academic press, New York, 2000