Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η φοιτητής/ήτρια θα είναι ικανός/η να:

• κατανοήσει τις βασικές έννοιες της ηλεκτροτεχνίας, όπως τάση, ρεύμα, αντιστάτης – αντίσταση, πυκνωτής χωρητικότητα, πηνίο- αυτεπαγωγή – αλληλεπαγωγή, ισχύς,
• αναγνωρίζει τις δυνατότητες που του παρέχει ο ηλεκτρισμός για τις διάφορες ηλεκτρολογικές κατασκευές και εγκαταστάσεις με τις οποίες θα ασχοληθεί ή θα μελετήσει.
• περιγράφει τις θεμελιώδεις μεθόδους και έννοιες για την ανάλυση των διαφόρων ηλεκτρικών κυκλωμάτων και να ερμηνεύει νόμους και κανόνες της ηλεκτροτεχνίας.
• επιλύει ηλεκτρικά κυκλώματα, χρησιμοποιώντας συστηματικές μεθόδους και μαθηματικά μοντέλα.
• αναλύει και να ελέγχει ηλεκτρικά κυκλώματα που εφαρμόζονται στις ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις.
• σχεδιάζει και να κατασκευάζει ηλεκτρικά κυκλώματα.
• προτείνει λύσεις σε τεχνικά ζητήματα που σχετίζονται με την εφαρμογή του ηλεκτρισμού.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Ομαδική Εργασία
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

1. Αναγκαίο μαθηματικό υπόβαθρο. Ηλεκτρικό φορτίο, ηλεκτρική δύναμη, πεδίο ηλεκτρικών δυνάμεων, ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Δυναμικό και διαφορά δυναμικού, νόμος τάσεων Kirchhoff (2ος κανόνας). Διηλεκτρική μετατόπιση, πόλωση, ηλεκτρική ροή. Πυκνωτής και χωρητικότητα. Ενεργειακή ερμηνεία της χωρητικότητας., διηλεκτρική αντοχή. Η πυκνότητα έντασης και η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, είδη αγωγής ρεύματος, η διαφορά πραγματικής και συμβατικής φοράς ρεύματος. Νόμος διατήρησης του φορτίου – σύνδεση με νόμο εντάσεων Kirchhoff (1ος κανόνας).
2. Νόμος του Ohm (γενικευμένος και κλασικός) και ωμική αντίσταση, γενικός προσδιορισμός ωμικής αντίστασης, θερμικές απώλειες ενέργειας σε ωμική αντίσταση. Ενεργειακή ερμηνεία της ωμικής αντίστασης. Μη ωμικές αντιστάσεις. Αγωγοί, ημιαγωγοί και μονωτές.
3. Μαγνητισμός, ένταση μαγνητικού πεδίου, μαγνητική επαγωγή, δύναμη Lorentz, δύναμη Laplace, μαγνητική ροή, μαγνητεγερτική δύναμη, νόμος του Ampere. Πηνίο, πεπλεγμένη ροή, αυτεπαγωγή, επαγωγή και αλληλεπαγωγή (αμοιβαία επαγωγή), νόμος του Faraday και κανόνας του Lenz. Ενεργειακή ερμηνεία της επαγωγής. Δύναμη και ενέργεια μαγνητικού πεδίου. Αρχή παραγωγής ηλεκτρικής τάσης από περιστρεφόμενο πλαίσιο.
4. Εισαγωγή στα ηλεκτρικά κυκλώματα συνεχούς ρεύματος. Ηλεκτρικά στοιχεία, εξαρτήματα και πηγές τάσης και ρεύματος.
5. Βασικοί νόμοι των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, νόμοι Kirchhoff, γενικευμένος νόμος του Ohm, τύπος ισχύος και πεδίο ορισμού τους. Παραδείγματα και εφαρμογές.
6. Τοπολογικές έννοιες, θεωρήματα Thévenin και Norton και εφαρμογές.
7. Συστηματικές μέθοδοι ανάλυσης κυκλωμάτων με dc πηγές. Μέθοδος βρόχων – παραδείγματα. Μέθοδος κόμβων – παραδείγματα.
8. Επαλληλία και εφαρμογές στο συνεχές ρεύμα.
9. Προσαρμογή φορτίου και μέγιστη μεταφορά ισχύος.
10. Θεώρημα Millman και εφαρμογές.
11. Θεώρημα Kennelly και εφαρμογές.
12. Μεταβατική απόκριση συστημάτων, σταθερά χρόνου, κυκλώματα μίας σταθεράς χρόνου με dc πηγές, μεταβατικό φαινόμενο και μόνιμη απόκριση, επίλυση ολοκληρωμένων προβλημάτων.

 

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ

1. Κανονισμός του Εργαστηρίου. Βασικές Έννοιες. Εξοικείωση με τον εργαστηριακό εξοπλισμό.
2. Νόμος του Ohm. Μη Γραμμικές Αντιστάσεις.
3. Νόμοι του Kirchhoff.
4. Θεώρημα Thévenin.
5. Θεώρημα Norton.
6. Θεώρημα μέγιστης μεταφοράς ισχύος ή προσαρμογής στο συνεχές.
7. Μεταβατικά φαινόμενα – φόρτιση και εκφόρτιση πυκνωτή.

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση θεωρητικού μέρους που περιλαμβάνει (80% της τελικής βαθμολογίας):
– Επίλυση θεωρητικών προβλημάτων σχετικών με το αντικείμενο του μαθήματος
– Περιγραφή/ απόδειξη στοιχείων θεωρίας
– Ενδιάμεσες γραπτές αξιολογήσεις κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.
ΙΙ. Η εξέταση εργαστηριακού μέρους περιλαμβάνει (20% της τελικής βαθμολογίας):
– Εβδομαδιαίες ατομικές γραπτές εξετάσεις
– Εβδομαδιαίες ομαδικές τεχνικές εκθέσεις
– Γραπτή τελική εξέταση
– Πρακτική τελική εξέταση

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Χατζαράκης Γ. Ε. (2002). ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ. Τόμος Α΄. 2η Έκδοση. Θεσσαλονίκη: ΤΖΙΟΛΑΣ
2. Χατζαράκης Γ. Ε. (2002). ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ. Τόμος Β΄. Θεσσαλονίκη: ΤΖΙΟΛΑΣ
3. Κολιόπουλος Ν. & Λόης Η. (2004). Ηλεκτροτεχνία. Αθήνα: ΙΩΝ
4. Κολιόπουλος Ν. (2010). ΒΑΣΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ. Αθήνα: ΙΩΝ
5. Κολιόπουλος Ν. I. (2012). ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Αθήνα: ΙΩΝ
6. Ghosh M. (1988). Electrical Trade Theory. New Delhi: TATA McGRAW-HILL Publishing Company
7. Gussow M. (1983). THEORY AND PROBLEMS OF BASIC ELECTRICITY. New York: McGRAW-HILL BOOK COMPANY
8. Nahvi M., Edminister J. A., (2004). Electric Circuits. USA: McGRAW-HILL
9. Μάργαρης Ν. Ι. (2010). ΑΝΑΛΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Θεσσαλονίκη: ΤΖΙΟΛΑΣ
10. Λουτρίδης Σ. Ι. (2011). Εισαγωγή στην Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων. ΣΥΝΕΧΕΣ ΡΕΥΜΑ. Τόμος Ι. Αθήνα: ΙΩΝ
11. Λουτρίδης Σ. Ι. (2011). Εισαγωγή στην Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων.
12. Βουρνάς Κ., Δαφέρμος Ο., Πάγκαλος Σ., & Χατζαράκης Γ. (2010). Ηλεκτροτεχνία. Αθήνα: ΙΤΥΕ ‘’ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ’’
13. Fowler R. J. (1999). ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ AC-DC. 4η Έκδοση. Θεσσαλονίκη: ΤΖΙΟΛΑΣ
14. Εμ. Ν. Πρωτονοτάριος (1994). Μαθήματα ειδικής ηλεκτροτεχνίας. Τόμος Ι. Αθήνα. Εκδόσεις Συμμετρία.
15. Στυλ. Ν. Φραγκόπουλος (1993). Ηλεκτρικά κυκλώματα και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Τόμος Ι. Αθήνα. Εκδόσεις ΙΩΝ.
16. Ι.Δ. Κανελλόπουλος, Χ.Ν. Βαζούρας, Σ.Ν. Λιβιεράτος (2006). Ηλεκτρικά κυκλώματα. Αθήνα. Εκδόσεις Παπασωτηρίου.
17. Ν. Παπαμάρκου (2011). Ηλεκτρικά κυκλώματα – τόμος ΑΒ. Εκδόσεις ιδίου.