Matematyka – 165 h
Ciągi i szeregi liczbowe. Elementy logiki i teorii zbiorów. Funkcja, funkcje elementarne. Liczby zespolone. Macierze. Równania i układy równań algebraicznych. Rachunek różniczkowy i całkowy funkcji jednej i wielu zmiennych. Równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe. Elementy geometrii analitycznej i przestrzennej. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania aparatu matematycznego do analizy i opisu obiektów i procesów technicznych.
Fizyka – 75 h
Ogólne teoria względności. Elementy mechaniki klasycznej. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej. Elementy hydromechaniki. Teoria pola. Grawitacja. Drgania i fale. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Elektryczność. Fale elektromagnetyczne. Polaryzacja, interferencja i dyfrakcja fal. Elementy optyki falowej i geometrycznej. Elementy fizyki ciała stałego. Elementy fizyki jądrowej. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk fizycznych w przyrodzie i technice; pomiaru i określania podstawowych wielkości fizycznych; rozwiązywania zagadnień technicznych w oparciu o prawa fizyki.
Informatyka – 90 h
Budowa i działanie sprzętu komputerowego – architektura komputerów, komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi. Algorytmy i struktury danych. Podstawy programowania, języki programowania. Programowanie proceduralne. Programowanie obiektowe. Systemy operacyjne. Relacyjne bazy danych. Modelowanie świata rzeczywistego – modele danych, transakcje, indeksy. Struktury danych. Projektowanie i zarządzanie bazą danych. Sieci komputerowe. Metody sztucznej inteligencji. Obszary zastosowań informatyki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
programowania klasycznego i obiektowego; programowej obsługi urządzeń w czasie rzeczywistym; stosowania baz danych; stosowania technik komputerowych w działalności inżynierskiej.
Inżynieria materiałowa – 30 h
Elektromagnetyczne właściwości materiałów. Przewodniki, półprzewodniki, dielektryki, magnetyki – struktura, zjawiska fizykalne, zastosowania. Polimery w konstrukcjach urządzeń elektrycznych. Nanotechnologie. Materiały optoelektroniczne. Elementy pamięciowe urządzeń do przetwarzania informacji. Kierunki rozwoju inżynierii materiałowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk fizycznych występujących w materiałach; łączenia wiedzy o budowie i technologiach materiałów z ich stosowaniem w nowoczesnych konstrukcjach elektrotechnicznych.
Geometria i grafika inżynierska – 30 h
Graficzne odwzorowanie konstrukcji. Rzutowanie równoległe i prostokątne. Przedstawianie konstrukcji w rzucie aksonometrycznym. Zasady rzutowania prostokątnego. Przekroje i przenikanie brył. Przekroje proste i złożone. Przerwania i urwania. Uproszczenia rysunkowe. Wymiarowanie. Połączenia rozłączne i nierozłączne. Systemy grafiki komputerowej. Podstawy oprogramowania AutoCAD (Computer Aided Design). Modelowanie komputerowe.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
przedstawiania graficznego brył i ich połączeń; projektowania komputerowego; czytania dokumentacji technicznej.
Metody numeryczne – 30 h
Aproksymacja i interpolacja funkcji. Różniczkowanie i całkowanie numeryczne. Metody numeryczne rozwiązywania układów równań algebraicznych. Rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych i równań różniczkowych cząstkowych. Algorytmy poszukiwania ekstremum funkcji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania metod numerycznych w technice; wykonania obliczeń symulacyjnych i projektowych urządzeń i układów elektrycznych.
Teoria obwodów
Wielkości podstawowe: prąd, napięcie, energia, moc. Elementy obwodów: liniowe i nieliniowe, dwu i wielo-końcówkowe, pasywne i aktywne. Stany ustalone i nieustalone w obwodach elektrycznych. Metody analizy obwodów elektrycznych. Obwody elektryczne prądu stałego i przemiennego. Układy trójfazowe. Składowe symetryczne. Przebiegi odkształcone. Własności liniowych obwodów elektrycznych. Równania stanu obwodów. Czwórniki. Podstawy topologii obwodów elektrycznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zagadnień z zakresu układów elektrycznych; tworzenia modeli obwodowych oraz ich opisu matematycznego; analizy obwodów w stanach ustalonych i nieustalonych.
Teoria pola elektromagnetycznego
Analiza wektorowa. Pole elektrostatyczne, pole magnetostatyczne i pole przepływowe prądu. Obwody magnetyczne. Indukcja elektromagnetyczna, prądy przesunięcia, pole elektromagnetyczne. Rozprzestrzenianie się fal elektromagnetycznych. Linie długie. Numeryczne metody rozwiązywania równań pola elektromagnetycznego – metoda elementów skończonych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu podstawowych zagadnień z zakresu pola elektromagnetycznego; formułowania równań opisujących pole; obliczania rozkładu pola.
Metrologia
Wzorce i jednostki miar. Podstawy przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego. Podstawy pomiarów cyfrowych. Metody i przyrządy pomiarowe analogowe i cyfrowe. Błędy pomiarowe i niepewność wyników pomiarów. Pomiary kompensacyjne. Układy pomiarowe. Pomiary wielkości elektrycznych i magnetycznych. Przetworniki pomiarowe. Rejestracja danych pomiarowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania jednostek miar, systemów miar oraz wzorców podstawowych wielkości mierzalnych; projektowania i konstrukcji układów pomiarowych wielkości elektrycznych i magnetycznych; opracowywania wyników pomiarów; oceny błędów i niepewności pomiarowych; posługiwania się standardowymi przyrządami pomiarowymi analogowymi i cyfrowymi.
Maszyny elektryczne
Obwody magnetyczne maszyn elektrycznych i transformatorów. Pole magnetyczne wirujące i pulsujące. Indukcja i moment elektromagnetyczny. Siła elektromotoryczna rotacji i transformacji. Indukcyjności uzwojeń. Budowa, zasada działania, modele obwodowe, podstawowe parametry i charakterystyki eksploatacyjne transformatorów, maszyn synchronicznych, indukcyjnych i komutatorowych w typowych warunkach pracy i zasilania. Przegląd podstawowych typów mikromaszyn.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania podstawowych maszyn elektrycznych i transformatorów jako elementów systemów energetycznych i napędowych.
Elektronika i energoelektronika
Techniki analogowe i cyfrowe. Elementy przyrządów elektronicznych. Podstawowe układy elektroniczne i optoelektroniczne. Niepełnosterowalne i pełnosterowalne elementy energoelektroniczne. Przegląd podstawowych topologii układów energoelektronicznych. Typowe zastosowania urządzeń energoelektronicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zasad działania układów elektronicznych i energoelektronicznych; stosowania urządzeń elektronicznych i energoelektronicznych.
Elektroenergetyka
Systemy elektroenergetyczne i ich współpraca. Podsystemy wytwarzania – charakterystyka, eksploatacja, sterowanie, rozwój. Rodzaje elektrowni. Odnawialne źródła energii. Podsystemy przesyłu i rozdziału. Niezawodność systemów elektroenergetycznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zasad działania systemów elektroenergetycznych; rozumienia procesów wytwarzania i dostarczania energii elektrycznej do odbiorcy.
Technika mikroprocesorowa
Mikroprocesory i mikrokomputery – pojęcia podstawowe, wielkości charakteryzujące, architektury, technologie produkcji. Otoczenie mikroprocesora – pamięci, układy wejścia/wyjścia, układy towarzyszące. Języki programowania mikroprocesorów. Środki wspomagające programowanie i uruchamianie układów mikroprocesorowych. Mikrokomputery jednoukładowe (mikrokontrolery). Przykłady zastosowań techniki mikroprocesorowej w urządzeniach energetyki i automatyki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru mikroprocesorów i mikrokontrolerów dla potrzeb energetyki i automatyki; projektowania układów mikroprocesorowych pod kątem zastosowań przemysłowych; programowania mikroprocesorów i mikrokontrolerów.
Urządzenia elektryczne
Urządzenia elektryczne w układach wytwarzania, przesyłu, rozdziału i użytkowania energii elektrycznej. Zjawiska elektromagnetyczne, dynamiczne i cieplne. Procesy łączeniowe w układach elektrycznych. Badanie urządzeń elektrycznych. Kompatybilność elektromagnetyczna. Niezawodność urządzeń i układów elektrycznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk fizycznych w urządzeniach elektrycznych; rozumienia związku między konstrukcją urządzenia a jego niezawodnością i efektywnością ekonomiczną.
Napęd elektryczny
Podstawy teoretyczne elektromechanicznych przemian energii. Ogólna postać równania ruchu napędu – sprowadzanie momentów do prędkości wału silnika. Charakterystyki mechaniczne silników elektrycznych i maszyn roboczych. Rodzaje pracy silników elektrycznych. Klasyfikacja przetworników częstotliwości do zasilania silników elektrycznych. Napędy z maszynami prądu stałego – indukcyjnymi i synchronicznymi. Układy z bezszczotkowymi maszynami prądu stałego. Metody sterowania układami napędowymi. Metody analizy stanów przejściowych. Podstawy symulacji komputerowej układów napędowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zagadnień dotyczących elektromechanicznego przetwarzania energii.
Automatyka i regulacja automatyczna
Modele układów dynamicznych – transmitancja, analiza układów. Stabilność, sterowalność i obserwowalność układów dynamicznych. Kryteria algebraiczne, stabilizacja, sprzężenie zwrotne i zadania sterowania układów dynamicznych. Projektowanie serwomechanizmów. Projektowanie układów regulacji przemysłowej. Systemy automatyki i sterowniki przemysłowe – przykłady zastosowań.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania oraz stosowania układów automatyki i automatycznej regulacji.
Mechanika i mechatronika
Momenty sił i przekształcenia podstawowe. Równowaga układów płaskich i przestrzennych. Układy statycznie wyznaczalne. Naprężenia dopuszczalne. Metoda elementów skończonych dla układów statycznych. Ruch: postępowy, obrotowy, złożony, płaski i kulisty. Proste i odwrotne zadanie kinematyki. Elementy dynamiki bryły sztywnej. Energia mechaniczna. Zasada d’Alamberta. Równanie Lagrange’a. Systemy mechatroniczne – analiza, optymalizacja, projektowanie, przykłady. Aktuatory elektromagnetyczne, elektrostatyczne, piezoelektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne. Systemy mikroelektromechaniczne. Silniki elektrostatyczne o ruchu liniowym i obrotowym.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
modelowania i analizy urządzeń mechatronicznych pod kątem ich budowy i rodzaju sprzężeń wewnętrznych; optymalnego doboru parametrów geometrycznych urządzeń mechatronicznych i mechanicznych w kontekście założonej wytrzymałości oraz trwałości ich konstrukcji.
Technika wysokich napięć
Warunki rozwoju wysokonapięciowych układów przesyłowo-rozdzielczych. Konstrukcje układów izolacyjnych. Narażenia eksploatacyjne. Wytrzymałość elektryczna. Formy wyładowań elektrycznych. Przepięcia w układach elektrycznych. Ochrona przeciw-przepięciowa. Laboratoria wysokich napięć. Metrologia wysokich napięć. Aspekty ekologiczne przesyłu i rozdziału energii elektrycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania i eksploatacji wysokonapięciowych układów przesyłu i rozdziału energii elektrycznej; projektowania i stosowania ochrony przepięciowej i odgromowej; rozumienia zjawisk wynikających z zastosowań wysokiego napięcia
Wybrane zagadnienia teorii obwodów
Teoria nieliniowych obwodów elektrycznych – analiza i własności. Grafy obwodów. Obwody cyfrowe. Synteza obwodów liniowych. Wrażliwość obwodów. Numeryczne metody analizy i syntezy obwodów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zagadnień dotyczących obwodów nieliniowych; opisu i rozwiązywania zagadnień dotyczących obwodów; stosowania metod syntezy obwodów liniowych; analizy obwodów liniowych pod kątem wrażliwości na zmianę parametrów.
Elektromechaniczne systemy napędowe
Równania dynamiki układów mechanicznych. Własności układów drugiego rzędu i wyższych. Ogólne własności układów nieliniowych. Modele matematyczne maszyn elektrycznych i układów napędowych – modele obwodowe, modele polowe i polowo-obwodowe. Identyfikacja parametrów obwodowych systemów napędowych. Stany dynamiczne w układach napędowych – oddziaływanie na sieć energetyczną.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
formułowania równań opisujących proste systemy napędowe; stosowania zasad identyfikacji; korzystania z oprogramowania do całkowania numerycznego oraz analizy wyników symulacji komputerowych.
Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych
Struktura toru pomiarowego. Definicje czujników i przetworników. Podstawy tensometrii oporowej. Pomiary: masy, siły, momentów siły, mocy mechanicznej, drgań, przyspieszeń, ciśnienia, przepływu, temperatury, mocy i energii cieplnej. Pomiary akustyczne. Pomiary wilgotności.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
całościowego rozwiązywania problemów z zakresu pomiaru wielkości nieelektrycznych.
Zakłócenia w układach elektroenergetycznych
Stany przejściowe. Zaburzenia elektromagnetyczne. Zakłócenia zwarciowe. Przepięcia wewnętrzne i zewnętrzne. Odporność na narażenia zakłóceniowe. Ochrona przeciwzakłóceniowa. Koordynacja układów elektroenergetycznych w warunkach zakłóceń.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia przyczyn i skutków stanów przejściowych w układach elektroenergetycznych; postępowania zgodnego z zasadami ochrony i koordynacji układów elektroenergetycznych w warunkach zakłóceń.
Metody numeryczne w technice
Numeryczne metody rozwiązywania układów nieliniowych równań algebraicznych. Dyskretna transformacja Fouriera. Metoda elementów skończonych. Metody programowania nieliniowego. Algorytmy genetyczne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania metod numerycznych do rozwiązywania zagadnień technicznych.
