Toegepaste elektriciteit

7 ECTS credits
190 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1008072BNR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend bachelor niveau.

Semester

1e semester

Inschrijving onder examencontract

Niet mogelijk

Beoordelingsvoet

Beoordeling (0 tot 20)

2e zittijd mogelijk

Inschrijvingsvereisten

Studenten die dit opleidingsonderdeel opnemen moeten ingeschreven of geslaagd zijn voor Complexe analyse: residurekening en integraaltransformaties en voor Golven en elektromagnetisme.

Onderwijstaal

Nederlands

Faculteit

Faculteit Ingenieurswetenschappen

Verantwoordelijke vakgroep

Elektriciteit

Onderwijsteam

Yves Rolain (titularis)
Gerd Vandersteen

Onderdelen en contacturen

42 contacturen Hoorcollege
42 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen

Inhoud

In deze cursus willen we je een aantal inzichten en vaardigheden bijbrengen die je wegwijs zullen maken in de elektriciteit. We onderscheiden 3 belengrijke onderdelen in de cursus, die elk een verschillend aspect van de elektriciteit belichten.

Van microscopische naar macroscopische elektriciteit
We vertrekken van de lokale beschrijving van de Maxwell betrekkingen, en breiden deze uit om de krachtwerking te beschrijven met de Lorentz-wet.Omdat deze lokale aanpak heel algemeen is, is hij ook meestal te ingewikkeld is voor een algemeen praktisch gebruik. We zoeken dus naar een macroscopische beschrijving, die weliswaar minder algemeen is maar wel veel gemakkelijker praktisch inzetbaar blijkt te zijn. We voeren daarvoor de macroscopische grootheden weerstand, capaciteit en zelfinductie in om circuits te kunnen beschrijven die bestaan uit geleiders, dielectrica en magnetische materialen. Voor elk circuit definieren we een aangepaste bron voor de microscopische en de macroscopische situatie.
Inleiding tot de netwerkanalyse en theorie.
In dit deel leer je om elektrische netwerken op te lossen. Deze netwerken bevatten onafhankelijke bronnen (spannings- en stroombronnen), gestuurde bronnen, weerstanden speolen, capaciteiten en transformatoren. Voor dit deel worden oefeningen georganizeerd, we zullen je trainen om een netwerk vlote te kunnen oplossen.
Algemene inleiding tot de meettechniek,
In dit deel leer je om spanningen, stromen, weerstanden, impedanties, en vermogens te meten op een nauwkeurige manier. Je leert ook om basis schakelingen met operationele versterkers te analyseren en te gebruiken om je meteingen te verbeteren. Voor dit onderdeel worden labo's georganiseerd.

Studiemateriaal

Cursustekst (Vereist) : Toegepaste elektriciteit, Netwerken, Pintelon, VUB, 2220170007427, 2020
Cursustekst (Vereist) : Toegepaste elektriciteit, Macroscopische Elektriciteit en elektrische metingen, Rolain and Van Biesen, VUB, 2220170009230, 2022

Bijkomende info

Het vak bestaat voor het HOC uit 3 onderdelen:

Macroscopische elektricteit (Rolain, 16u)
Netwerkanalyse (Pintelon, 14u)
Meettechnieken (Rolain, 12u)

De WPO bestaan uit 2 delen:

Oefeningen (OEF 18u) horend bij de 2 eerste theorieonderdelen
Practika (PRA 24u) bij het deel Meettechnieken.

WPO en HOC vertegenwoordigen hetzelfde gewicht in de berekening van het globaal resultaat.

Leerresultaten

Algemene competenties

Doelstellingen:

In dit vak wordt de elektriciteit ingeleid en behandeld als een onderdeel van de algemene natuurkunde. Het is een basisvak, zodat de nadruk gelegd wordt op de beschrijving van fysische beginselen die door de proefondervindelijke natuurkunde historisch aangedragen werden. Het hoofddoel van de cursus is echter de theorie in de praktijk te kunnen omzetten en toe te passen. Een inleiding in de instrumentale meettechniek wordt tevens gegeven en practika worden hiervoor georganizeerd.

De algemene doelstellingen kunnen als volgt samengevat worden:

Je begrijpt de beginselen van de macroscopische elektriciteit en kan deze toepassen. Je hebt inzicht in de link tussen micro-en macroscopische beschrijving van de elektriciteit. Je begrijpt de werking van capaciteitn, spoelen en weerstanden en kan deze componenten gebruiken om het gedrag van een systeem te begrijpen en te analyzeren.
Je kan vlot elektrische netwerken bestaande uit weerstanden, condensatoren, inductanties en gelijk- en wisselstroombronnen oplossen en spanningen en stromen berekenen in regime toestand en met overgangsverschijselen.
Je kan het tijdsverloop berekenen van de stroom en de spanning in een kring. Met behulp van de complexe notatie kan je de analyse doorvoeren van wisselstroomkringen.
Je kan een elektrisch schema herleiden tot de equivalente schema's van Norton en Thevenin.
Je kan analoge en digitale elektrische meettoestellen gebruiken om de elektrische weerstand, een stroom, een spanning, een vermogens te meten. Ja kan ook de arbeidsfactor can een schakleing compenseren.
Je kan een digitale oscilloscoop gebruiken voor de bepaling van tijdsafhankelijke signalen.
Je kan een eenvoudige schakeling met opamps bouwen, uitmeten en je bent instaat om eventuele fouten uit deze schakeling te laten verdwijnen
Je kan een wetenschappelijk verslag opstellen over een practicumopdracht en de meetgegevens op correcte wijze rapporteren rekening houdend met meetonzekerheden.

Eindtermen en examenvereisten:

Eindcompetenties:

Dit opleidingonderdeel draagt bij tot algemene eindcompetenties van de academische Bachelor in de Ingenieurswetenschappen.

Cognitieve eindcompetenties:

De student heeft kennis van en inzicht in de belangrijkste theorieën en bevindingen ten aanzien van de fundamentele elektriciteit en haar toepassingen. Hij of zij kent de begrenzingen van deze theorieën en weet in welke omstandigheden ze kunnen toegepast worden. De bachelorstudent heeft ruime experimenteervaardigheid en kent een aantal belangrijke experimentele technieken die in een onderzoekslabo worden gebruikt. Hij kan de computer gebruiken voor meetdoeleinden en hij is in staat meetopstellingen te concipiëren en zelfstandig experimenten uit te voeren en daarover te rapporteren.
De bachelorstudent heeft een inzicht in de wiskundige bewijsvoering voor elektrische problemen en kan een elektrisch probleem met ruimtelijk verdeelde bronnen modelleren en dit model analyseren met technieken van de toegepaste elektriciteit. Hij of zij is in staat datasets (bekomen uit elektrische experimenten of waarnemingen) te analyseren, te interpreteren en er bewerkingen op uit te voeren.
De bachelorstudent is in staat wetenschappelijke artikels of standaardwerken over de elektriciteit op zijn niveau, na te rekenen, inhoudelijk te begrijpen en hierover te rapporteren.
De bachelorstudent is in staat om zelfstandig een basiskennis te verwerven van een deelgebied van de toegepaste elektriciteit dat binnen de opleiding thans nog niet aan bod gekomen is.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Andere bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Andere dient men volgende opdrachten af te werken:

Examen met een wegingsfactor 100 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

Toelichting: In overeenstemming met de semesterstructuur wordt een examen georganiseerd over de theorie en de oefeningen op het einde van het semester. De beoordeling komt als volgt tot stand:

Het mondeling examen bepaalt 50% van het eindcijfer
De onderdelen Netwerken, Macroscopische elektriciteit en Metingen krijgen elk hetzelfde gewicht
Het schriftelijk examen over de oefeningen bepaalt 25% van het eindcijfer
De permanente evaluatie en de verslagen van de labo's bepalen 25% van de eindscore

Aanvullende info mbt evaluatie

Wijze van examineren:

De theorie wordt mondeling geëxamineerd
De oefeningen "Macroscopische Elektricteit" en "Netwerkanalyse" worden schriftelijk geëxamineerd.
Voor de labo's wordt permanente evaluatie gebruikt tijdens de labo's. Hiervoor is dus geen apart examen voorzien.

Toegestane onvoldoende

Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context