Ηλεκτρικά Κυκλώματα

Επίσημο περίγραμμα μαθήματος του ΤΜΗΥΠ (Πανεπιστήμιο Πατρών), όπως δημοσιεύεται στη σελίδα του μαθήματος και στο συνημμένο αρχείο «Περίγραμμα Μαθήματος». Το κείμενο παρατίθεται αυτούσιο, χωρίς τα πρότυπα οδηγιών του εντύπου.

Στόχοι

• Α. Θεωρία Ο φοιτητής που ολοκληρώνει επιτυχώς το μάθημα μαθαίνει τα εξής :

(1) Βασικά Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων: Ιδανικές Πηγές Τάσης & Ρεύματος, Εξαρτώμενες (Ελεγχόμενες)

Πηγές, Ανάλυση Δικτύου, Νόμοι του Kirchhoff, Ηλεκτρική Ισχύς, Στοιχεία Κυκλώματος και Χαρακτηριστικές ρεύματος-τάσης, Αντιστάσεις σε Σειρά και Κανόνας Διαίρεσης Τάσης, Παράλληλες Αντιστάσεις και Κανόνας Διαίρεσης Ρεύματος, Κανόνας Διαιρέτη, Πραγματικές Πηγές Ρεύματος και Τάσης, Όργανα και Συνδεσμολογίες Μετρήσεων. (2) Ανάλυση δικτύου αντιστάσεων: Μέθοδος κόμβου Τάσης, Ανάλυση κόμβων με Πηγές Τάσης, Ανάλυση απλών βρόγχων με Πηγές Ρεύματος, Ανάλυση κόμβων και απλών βρόγχων με Ελεγχόμενες Πηγές, Αρχή της Υπέρθεσης, Ισοδύναμα Κυκλώματα κατά Thevenin και Norton, Μετασχηματισμοί Πηγών, Μέγιστη μεταφορά Ισχύος, Μη-γραμμικά στοιχεία Κυκλώματος. (3) Ανάλυση δικτύου AC: Στοιχεία κυκλώματος αποθήκευσης-ενέργειας, Πηγές Σήματος εξαρτημένες από το χρόνο, Επίλυση κυκλωμάτων που περιέχουν στοιχεία αποθήκευσης ενέργειας (Δυναμικά κυκλώματα), Λύση κυκλωμάτων με ημιτονοειδή διέγερση με τη μέθοδο των παραστατικών μιγαδικών αριθμών (Φασόρων), Μέθοδοι ανάλυσης AC κυκλωμάτων, Ισοδύναμα κυκλώματα AC. Β. Εργαστηριακές Ασκήσεις Ο φοιτητής που ολοκληρώνει επιτυχώς το μάθημα έχει εκπαιδευτεί :

(1) Στη χρήση ψηφιακού παλμογράφου για την παρατήρηση της φόρτισης και εκφόρτισης ενός πυκνωτή, και της σταθεράς χρόνου: τ=RC του κυκλώματος., (2) Στη χρήση ψηφιακού παλμογράφου για την μέτρηση της διαφοράς φάσης μεταξύ των κυματομορφών της ημιτονοειδούς τάσης εισόδου και τάσης εξόδου σε RC κύκλωμα με σύνδεση σειράς. (3) Στη δημιουργία σχημάτων Lissajous με ψηφιακό παλμογράφο για την μέτρηση της διαφοράς φάσης μεταξύ των κυματομορφών της ημιτονοειδούς τάσης εισόδου και τάσης εξόδου σε RC κύκλωμα με σύνδεση σειράς. (4) Στη χρήση ψηφιακού παλμογράφου για την παρατήρηση της χαρακτηριστικής καμπύλης ρεύματος- τάσης μιας ωμικής αντίστασης σε RC κύκλωμα. Χρήση ψηφιακού παλμογράφου για την παρατήρηση της χαρακτηριστικής καμπύλης ρεύματος-τάσης μιας διόδου.

Περιεχόμενο (ύλη)

Α. Διαλέξεις - Βασικά Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων: - Ιδανικές Πηγές Τάσης & Ρεύματος, Εξαρτώμενες (Ελεγχόμενες) Πηγές, - Ανάλυση Δικτύου, Νόμοι του Kirchhoff, Ηλεκτρική Ισχύς, - Στοιχεία Κυκλώματος και Χαρακτηριστικές ρεύματος-τάσης, - Αντιστάσεις σε Σειρά και Κανόνας Διαίρεσης Τάσης, - Παράλληλες Αντιστάσεις και Κανόνας Διαίρεσης Ρεύματος, Κανόνας Διαιρέτη, - Πραγματικές Πηγές Ρεύματος και Τάσης, Όργανα και Συνδεσμολογίες Μετρήσεων. - Ανάλυση δικτύου αντιστάσεων: - Μέθοδος κόμβου Τάσης, Ανάλυση κόμβων με Πηγές Τάσης, - Ανάλυση απλών βρόγχων με Πηγές Ρεύματος, - Ανάλυση κόμβων και απλών βρόγχων με Ελεγχόμενες Πηγές, - Αρχή της Υπέρθεσης, - Ισοδύναμα Κυκλώματα κατά Thevenin και Norton, - Μετασχηματισμοί Πηγών, Μέγιστη μεταφορά Ισχύος, - Μη-γραμμικά στοιχεία Κυκλώματος, - Ανάλυση δικτύου AC: - Στοιχεία κυκλώματος αποθήκευσης-ενέργειας, - Πηγές Σήματος εξαρτημένες από το χρόνο, - Επίλυση κυκλωμάτων που περιέχουν στοιχεία αποθήκευσης ενέργειας (Δυναμικά κυκλώματα), - Λύση κυκλωμάτων με ημιτονοειδή διέγερση με τη μέθοδο των παραστατικών μιγαδικών αριθμών (Φασόρων), - Μέθοδοι ανάλυσης AC κυκλωμάτων, - Ισοδύναμα κυκλώματα AC.

Β. Εργαστηριακές Ασκήσεις Άσκηση 1 Κύκλωμα RC. Άσκηση 2 Διαφορά Φάσης. Άσκηση 3 Σχήματα Lissajous. Άσκηση 4 Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης μιας αντίστασης Άσκηση 5 Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης μιας Διόδου.

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση γίνεται στην Ελληνική γλώσσα και χωρίζεται σε δύο ανεξάρτητα μέρη. Η αξιολόγηση σχετικά με την εμπέδωση της θεωρίας γίνεται μέσω τελικής γραπτής εξέτασης που περιλαμβάνει ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, ερωτήσεις ανάπτυξης και επίλυσης προβλημάτων. Μια εβδομάδα μετά την εξέταση ανακοινώνονται και αναρτώνται ηλεκτρονικά ενδεικτικές απαντήσεις ώστε οι φοιτητές να έχουν κάποιο σημείο αναφοράς για τη βαθμολογία τους και μετά την ανακοίνωση των αποτελεσμάτων υπάρχει ώρα κατά την οποία οι φοιτητές μπορούν να δουν τα γραπτά τους και να αμφισβητήσουν το βαθμό τους. Η αξιολόγηση της εργαστηριακής ενότητας βασίζεται στη δια ζώσης διαπιστούμενη λειτουργικότητα των κυκλωμάτων που αναπτύσσουν οι φοιτητές κατά την εκπόνηση των ασκήσεων αλλά και στις αναφορές που παραδίδουν σε σχέση με αυτές.

Βιβλιογραφία

• ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ, G. Rizzoni, J. Kearns, Χ. Χρηστίδης, έκδοση 2018
• ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ, Χ. Χρηστίδης, -Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
• IEEE Transactions on Circuits and Systems