Villamosságtan mechatronikai mérnököknek
A tantárgy angol neve: Electromagnetics for Mechatronic Engineers
Adatlap utolsó módosítása: 2022. április 3.
Matematika G1 (BMETE94BG01)
Mérnöki fizika (BMETE11BG05)
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
Erős előkövetelmény:
Párhuzamos előkövetelmény:
A tantárgy sikeres teljesítésével elsajátítható kompetenciák
A. Tudás, az alábbi ismeretek
1. Nyugvó töltéshez kapcsolódó jelenségek, fogalmak, törvények összefoglalása. Földelés, elektrosztatikus árnyékolás, kapacitás mint koncentrált elem. Mérnöki alkalmazások.
2. Egyenáramú áramkör. Termelő, fogyasztó, irányrendszer, teljesítmény. Koncentrált modell felépítés. Áramkör számítás. Üresjárás, rövidzárás, névleges üzem. Terhelési jelleggörbe. Akkumulátor. Mérnöki alkalmazások.
3. Állandó mágneses térhez kapcsolódó jelenségek, fogalmak, törvények összefoglalása. Hall-effektus. Motor, generátor elve.
4. Változó elektromágneses térhez kapcsolódó jelenségek, fogalmak, törvények összefoglalása. Kirchhoff-törvények általánosítása. Koncentrált paraméterű modell felépítése.
5. Villamos és mágneses tér anyagban. Mágneses kör számítás, analógia. Erőhatás. Szkin-effektus, áramkiszorítás, dielektromos veszteség. Átívelés, átütés. Mágneskapcsoló, relé.
6. Tranziens jelenségek.
7. Egyfázisú váltakozóáramú áramkör. Szinuszosan gerjesztett áramkörök. Komplex számítási mód. Reaktancia, admittancia, impedancia. Áramkör számítási törvények. Vektorábra. Bode diagram. Rezonancia. Induktív, ohmos, kapacitív jellegű áramkör. Hatásos, meddő, látszólagos teljesítmény. Alkalmazások.
8. Thévenin, Norton tétel.
9. Többfázisú áramkörök, n fázisú szimmetrikus hálózat. Háromfázisú (3F) hálózatok. Csillag
(Y) kapcsolás. Háromszög (Δ) kapcsolás. Teljesítményviszonyok 3F esetén.
10. Villamos alapműszerek és alapmérések. Determinisztikus jelek: stacionárius, periodikus, kvázi-periodikus, tranziens jelek. Időbeli átlagértékek. Váltakozóáram, teljesítmény, impedancia mérése. Frekvenciamérés.
B. Képesség
1. a jelenségek és fizikai folyamatok értelmezése,
2. a valóságos rendszerek absztrakt modellekkel, helyettesítő áramkörökkel történő leírása,
3. a villamos rendszerekben végbemenő folyamatok matematikai modellek segítségével történő leírása,
4. a közelítő modellek és számítási egyszerűsítések következményeinek értelmezése,
5. a szimbolikus számítási módszer alkalmazása,
6. a villamos rendszerek többszempontú analízise,
7. egyszerű laboratóriumi vizsgálatok végzése, az eredmények értékelése,
8. gondolatok, elképzelések rendezett formában szóban és írásban való kifejezése.
C. Attitűd
1. együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgató társaival,
2. folyamatos ismeretszerzéssel bővíti tudását,
3. nyitott az információtechnológiai eszközök használatára,
4. törekszik a villamosságtan területén alkalmazott eszközrendszer megismerésére és használatára,
5. törekszik a pontos és hibamentes feladatmegoldásra.
D. Önállóság és felelősség
1. önállóan végzi a feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását,
2. nyitottan fogadja a megalapozott kritikai észrevételeket,
3. egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában,
4. gondolkodásában a rendszerelvű megközelítést alkalmazza.
Előadások, házi feladatok, kommunikáció írásban és szóban, opcionális önállóan és csoportmunkában végzett laboratóriumi feladatok, munkaszervezési technikák.
A tanulási eredmények értékelése tizennégy évközi írásbeli teljesítménymérés (12 laborméréseket megelőző beugró kérdéssor, 2 házi feladat), és a laborfoglalkozásokon tanúsított aktív részvétel (részteljesítmény értékelés) alapján történik.
A. Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása:
1. részteljesítmény értékelés (kis zárthelyi dolgozatok): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg megírt kis zárthelyi dolgozat. Célja a folyamatos tanulásra, az anyaggal való haladásra ösztönzés, feladat megoldó és számítási készség fejlesztése.
2. részteljesítmény értékelés (aktív részvétel): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek egyszerűsített értékelési módja, melynek megjelenési formája a felkészült megjelenés és tevékeny részvétel a gyakorlat folyamatában, felkérésre vezetett példamegoldás a hallgatók előtt. Az értékelés a mérések során tanúsított aktív részvétel, valamint a mérési eredmények kiértékelésének megléte alapján történik.
B. Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés (vizsga, szigorlat)
a. A félév során tanult elméleti ismeretek mérése. Egyszerű számítási feladatok értelmezésének képessége, a megoldás módszerének bemutatása. Törekvés a világos kifejezésmód, interpretáció alkalmazására.
1) A laboratóriumi gyakorlatok közül maximum kettő mérőlabor és maximum kettő számítógépes labor pótolható a pótlási héten. A laboratóriumi gyakorlatok a pótlási héten, előre meghirdetett időpontokban pótolhatók.
2) A házi feladatok – szabályzatban meghatározott díj megfizetése mellett – késedelmesen a pótlási időszak utolsó napján 12:00 óráig adható be.
Laborméréseken, vizsgák előtt egy munkanappal, valamint egyéni megbeszélés szerint.
a) Tankönyvek
1. Simonyi K.: Villamosságtan, Akadémiai Kiadó, Bp; 1983
2. M. Elschner, A. Möschwitzer: Einführung in die Elektrotechnik-Elektronik, 1985
3. R. Resnick, D. Halliday: Physics. Part. II. John-Wiley&Sons, 4. ed; 1992
4. Szabó Árpád: Elektrodinamika, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2002
5. Alvin Hudson, Rex Nelson: Útban a modern fizikához, LSI Oktatóközpont, A mikroelektronika alkalmazásának kultúrájáért Alapítvány, Budapest, 1994
6. William H.Hayt, Jr; Jack E.Kemmerly: Engineering Circuit Analysis, 4. ed; McGraw-Hill International Editions, 1987, ISBN 0-07-Y66497-8
7. Allan R.Hambley: Electrical Engineering, 2. ed; Prentice-Hall Inc, New Jersey, 2002, ISBN: 0-13-061070-4
b) Letölthető anyagok