Podstawy elektroniki dla AiR
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0800-ARPOEL |
Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0714) Elektronika i automatyzacja
|
Nazwa przedmiotu: | Podstawy elektroniki dla AiR |
Jednostka: | Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
4.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Wymagania wstępne: | Wymagana jest podstawowa wiedza z zakresu elektryczności i magnetyzmu wykładana w ramach Fizyki Ogólnej. |
Rodzaj przedmiotu: | przedmiot obligatoryjny |
Całkowity nakład pracy studenta: | Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 60 godz.): - udział w wykładach - 30 - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 30 Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 60 godz.): - przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych – 10 - przygotowanie do egzaminu - 20 - przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych - 30 Łącznie: 120 godz. (4 ECTS) |
Efekty uczenia się - wiedza: | W1: Rozumie podstawowe zjawiska fizyczne występujące w obwodach, elementach i urządzeniach elektronicznych - K_W08, K_W09 AiR, W2: Posiada wiedzę niezbędną do opisu oraz podstawowej analizy i modelowania działania elementów, obwodów oraz analogowych i cyfrowych układów elektronicznych - K_W01, K_W02, K_W03, AiR, W3: Rozumie rolę doświadczeń w badaniach naukowych jako źródła informacji do opisu zjawisk - K_W03 AiR, W4: Zna jednostki podstawowe układu SI oraz przedrostki miar układu SI i najważniejsze jednostki pochodne układu SI - K_W03 AiR, W5: Ma podstawową wiedzę w zakresie niezbędnych elementów teorii niepewności pomiarowych - K_W03 AiR, W6: Zna i rozumie metody pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących obwody, elementy i układy elektroniczne - K_W02, K_W03 AiR, W7: Zna najważniejsze metody opracowywania danych pomiarowych i podstawowe narzędzia do ich obróbki - K_W07 AiR, W8: Posiada podstawową wiedzę w zakresie metod przetwarzania sygnałów - K_W09 AiR, W9: Ma świadomość zasad prowadzenia prac laboratoryjnych w sposób celowy, bezpieczny i racjonalny - K_W12 AiR, |
Efekty uczenia się - umiejętności: | U1: Posiada umiejętność podstawowej analizy i modelowania oraz przystępnego przedstawiania zjawisk zachodzących w obwodach elektronicznych - K_U01, K_U06 AiR, U2: Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie - K_U01 AiR, U3: Potrafi zastosować jeden z podstawowych pakietów oprogramowania użytkowego do prezentacji wyników i analizy danych - K_U02, K_U07 AiR, U4: Posiada umiejętności wykonywania pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; potrafi opracować wyniki eksperymentów pomiarowych w tym szacować niepewności wyników pomiarów, ma świadomość stosowania przybliżeń w opisie rzeczywistości - K_U10 AiR, U5: Potrafi przeanalizować i przeprowadzić procedurę pomiarową zgodnie z instrukcją - K_U01, K_U05 AiR, U6: Potrafi pracować samodzielnie - K_U16 AiR. |
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | K1: Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia się w obszarze elektroniki - K_K01 AiR, K2: Potrafi precyzyjnie formułować pytania służące pogłębieniu zrozumienia zagadnień związanych z elektroniką - K_K02 AiR, K3: Potrafi krytycznie ocenić jakość zgromadzonych danych doświadczalnych - K_K01 AiR, K4: Docenia znaczenie rzetelności w pracy laboratoryjnej oraz uczciwości w prezentacji jej wyników - K_K04 AiR, K5: Ma świadomość o oddziaływaniu prądów i pól elektromagnetycznych na środowisko i zdrowie człowieka i konieczności przeciwdziałania wynikającym stąd zagrożeniom - K_K05 AiR, |
Metody dydaktyczne: | Wykład ilustrowany pokazami doświadczalnymi. Laboratorium z ćwiczeniami praktycznymi. |
Metody dydaktyczne eksponujące: | - pokaz |
Metody dydaktyczne podające: | - wykład informacyjny (konwencjonalny) |
Metody dydaktyczne poszukujące: | - doświadczeń |
Skrócony opis: |
Celem wykładu jest przedstawienie elementarnych zagadnień elektroniki dotyczących badania, wytwarzania i przetwarzania sygnałów elektrycznych oraz opisu i modelowania działania podstawowych elementów i urządzeń elektronicznych. Wykład obejmuje 30 godzin ilustrowanych pokazami. Celem zajęć laboratoryjnych jest pogłębienie i utrwalenie wiedzy teoretycznej przez doświadczenia praktyczne nad wybranymi podstawowymi zagadnieniami elektroniki, przeprowadzane na stanowiskach wyposażonych w specjalnie skonstruowane układy elektroniczne oraz sprzęt pomiarowy i diagnostyczny niezbędny do ich badania. Zajęcia obejmują 30 godzin ćwiczeń laboratoryjnych. |
Pełny opis: |
Celem wykładu jest przekazanie podstawowej wiedzy dotyczącej wykorzystania podstawowych praw elektryczności i magnetyzmu do analizy i modelowania prostych obwodów elektrycznych prądu stałego i zmiennego. Zagadnienia dotyczące układów analogowych: wiadomości z zakresu zasad działania wzmacniaczy elektronicznych, generatorów, budowy i działania scalonych układów analogowych oraz ich zastosowania, stabilizatory i zasilacze, przetworniki A/C i C/A. Przedstawiane są również podstawowe wiadomości dotyczące budowy, działania i zastosowania elementów i układów cyfrowych. Omawiane są następujące zagadnienia: 1) Podstawowe pojęcia elektroniki. 2) Prawa opisujące obwody elektryczne – prawo Ohma, prawa Kirchhoffa. 3) Podstawy analizy fourierowskiej sygnałów elektrycznych. 4) Podstawowe urządzenia pomiarowe i diagnostyczne (w tym oscyloskopy analogowe i cyfrowe). 5) Układy wykorzystujące elementy bierne: R L oraz C, w obwodach prądu stałego i sinusoidalnego. 6) Elementy teorii istotne dla zrozumienia działania elementów półprzewodnikowych. 7) Elementy półprzewodnikowe: złącze p-n, diody półprzewodnikowe i tranzystory. Charakterystyki prądowo-napięciowe, rodziny charakterystyk, prosta pracy i punkt pracy tranzystora. 8) Wzmacniacze tranzystorowe: wzmacniacz w układzie ze wspólnym emiterem (WE), kolektorem (WK) i bazą (WB), klasy wzmacniaczy tranzystorowych, wzmacniacze mocy, wzmacniacze rezonansowe z filtrami LC, wzmacniacz różnicowy (tranzystorowy). 9) Obwody nieliniowe - powielanie i mieszanie częstotliwości, modulacja i detekcja. 10) Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowania - model idealny, wzmacniacz odwracający, nieodwracający, wtórnik napięciowy, przetwornik prąd-napięcie, wzmacniacz sumujący i odejmujący, różniczkujący i całkujący, logarytmujący i wykładniczy, filtry aktywne. Komparatory. 11) Generatory drgań sinusoidalnych – warunek generacji. Generatory LC, kwarcowe, generatory RC. 12) Generatory przebiegów niesinusoidalnych – generator samodławny, bootstrap, generator funkcyjny. 13) Układy przerzutnikowe – przerzutniki bistabilne, monostabilne i astabilne, z tranzystorami nasyconymi i ze sprzężeniem emiterowym. 14) Układy zasilające (liniowe i impulsowe) - transformatory, układy prostujące, stabilizatory napięcia , zasilacze regulowane. 15) Układy cyfrowe – elementy opisu teoretycznego, funkcje i bramki logiczne, przerzutniki, liczniki, zasady przetwarzania analogowo-cyfrowego, przetworniki cyfrowo-analogowe (DAC) i analogowo-cyfrowe (ADC). 16) Szumy i zakłócenia w układach elektronicznych, kompatybilność elektromagnetyczna – źródła i rodzaje szumów, zakłócenia i sposoby ich eliminacji, kompatybilność elektromagnetyczna. Wpływ pól elektromagnetycznych. 17) Wybrane czujniki wielkości fizycznych – budowa i działanie, przykładowe układy pomiarowe. Zajęcia laboratoryjne polegają na wykonaniu określonej liczby ćwiczeń praktycznych na specjalnie przygotowanych stanowiskach doświadczalnych wyposażonych w układy elektroniczne i sprzęt diagnostyczno-pomiarowy. Przygotowanie do zajęć polega na samodzielnym zapoznaniu się z instrukcją do ćwiczenia i ewentualnym uzupełnieniu wiedzy w oparciu o materiał z wykładu i literaturę. Badaniu i pomiarom według zaleceń instrukcji poddawane są (gotowe lub montowane przez uczestniczących w zajęciach) obwody i układy ilustrujące najbardziej podstawowe zagadnienia elektroniki (m. in. filtrowanie, wzmacnianie i generacja sygnałów, stabilizacja i zasilanie, proste układy nieliniowe, analiza harmoniczna sygnałów). Praca w pracowni jest samodzielna - każde ćwiczenie wykonywane jest przez jedną osobę - pod opieką prowadzących zajęcia. Następnie, w domu, uczestnicy przygotowują sprawozdania obejmujące opis obserwacji, opracowane dane pomiarowe z uwzględnieniem niepewności oraz wnioski na temat ich zgodności z oczekiwaniami. |
Literatura: |
Literatura podstawowa: 1. P. Horowitz, W. Hill "Sztuka elektroniki" Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 2018 2. U. Tietze, C. Schenk "Układy półprzewodnikowe" Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2009 3. T. Stacewicz, A. Kotlicki "Elektronika w laboratorium naukowym" Państwowe Wydawnictwo Naukowe 1994 4. A. Filipkowski "Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe" Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2006 Literatura uzupełniająca: 1. E. Majda, A. Dobrowolski, Z. Jachna, M. Wierzbowski "Elektronika" Wydawnictwo BTC 2014 2. J. Watson "Elektronika" Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 2002 3. R. Śledziewski "Elektronika dla fizyków" Państwowe Wydawnictwo Naukowe 1984 4. J. Kalisz "Podstawy elektroniki cyfrowej" Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 2015 5. M. Rusek, J. Pasierbiński "Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach" Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2020 6. J. Rydzewski "Pomiary oscyloskopowe" Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2007 7. A.Charoy "Kompatybilność elektromagnetyczna t. I - IV" Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2000 8. Ch. Platt "Elektronika - Od praktyki do teorii" Wydawnictwo Helion 2016 Ch. Platt "Elektronika. Od praktyki do teorii. Kolejne eksperymenty" Wydawnictwo Helion 2014 9. H. Kybett, E. Boysen "Elektronika dla każdego - Przewodnik" Wydawnictwo Helion 2012 |
Metody i kryteria oceniania: |
Metody oceniania: Wykład - egzamin pisemny: W1, W2, W4, W8, U1, K1 Laboratorium: W1 - W9, U1 - U6, K1 - K4 Kryteria oceniania: Wykład: Zaliczenie na ocenę na podstawie wyniku egzaminu pisemnego (ocena - % poprawnych odpowiedzi) ndst <60% dst [60% - 70%) dst plus [70% - 80%) db [80% - 85%) db plus [85% - 90%) bdb [90% -100%] Laboratorium: Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych wymaga zapoznania się z niezbędną wiedzą z zakresu elektroniki i opanowanie jej w stopniu umożliwiającym poprawne wykonanie ćwiczeń i opracowanie ich wyników. Dostateczne przygotowanie do wykonania ćwiczenia kontrolowane jest przez prowadzącego w trakcie zajęć. Stwierdzenie niewystarczającego opanowania niezbędnych zagadnień skutkuje decyzją prowadzącego o niedopuszczeniu uczestnika zajęć do wykonywania ćwiczenia. Sprawozdania z wykonanych ćwiczeń składane są w terminie kolejnych zajęć. Brak sprawozdania powoduje niedopuszczenie uczestnika do wykonywania kolejnego ćwiczenia (z wyjątkiem braku spowodowanego nieobecnością na zajęciach). Informacja o wyniku przeglądu sprawozdania podawana jest na kolejnych zajęciach. Zaliczone sprawozdania oceniane są w skali: 5, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0; niezaliczone zwracane są autorom do poprawy ze wskazaniem elementów wymagających korekty. Poprawione sprawozdania składane są najpóźniej na drugich kolejnych zajęciach po skierowaniu do poprawy. Ocena poprawionego sprawozdania w skali: 4.0, 3.5, 3.0, 2 ustalana jest w terminie drugich kolejnych zajęć od złożenia. Niezaliczenie sprawozdania (ocena 2) powoduje konieczność wykonania jednego ćwiczenia ponownie (tego samego, lub innego wyznaczonego przez prowadzących zajęcia). Warunkiem zaliczenia zajęć Podstawy Elektroniki - Laboratorium jest terminowe wykonanie przewidzianej liczby ćwiczeń, uzyskanie pozytywnych ocen wszystkich sprawozdań oraz nieposiadanie nieusprawiedliwionych nieobecności. Ocena końcowa ustalana jest jako średnia arytmetyczna ocen uzyskanych z wykonanych ćwiczeń. |
Praktyki zawodowe: |
nie dotyczy |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2024-02-20 - 2024-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT LAB
ŚR WYK
LAB
LAB
CZ LAB
PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Przemysław Płóciennik | |
Prowadzący grup: | Jolanta Domysławska, Dariusz Dziczek, Sławomir Grzelak, Maciej Gurski, Przemysław Płóciennik, Andrzej Wawrzak, Kamil Wyrąbkiewicz | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/25" (w trakcie)
Okres: | 2025-02-24 - 2025-09-20 |
Przejdź do planu
PN LAB
WT LAB
ŚR WYK
LAB
CZ LAB
PT LAB
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Przemysław Płóciennik | |
Prowadzący grup: | Jolanta Domysławska, Dariusz Dziczek, Sławomir Grzelak, Grzegorz Kowzan, Przemysław Płóciennik, Andrzej Wawrzak, Kamil Wyrąbkiewicz | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2025/26" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2026-02-23 - 2026-09-20 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Przemysław Płóciennik | |
Prowadzący grup: | Dariusz Chomicki, Jolanta Domysławska, Sławomir Grzelak, Przemysław Płóciennik, Andrzej Wawrzak, Kamil Wyrąbkiewicz, Anna Zawadzka | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.