Na tej strani najdete
nekaj povezav na internetne strani, ki so lahko zanimive za tiste, ki bi želeli
dopolniti ali poglobiti znanje iz osnov elektrotehnike, predvsem iz elektrostatike
in magnetostatike.
LITERATURA za OE
|
Študij na univerzi se
nekoliko razlikuje od srednješolskega. Potrebno se je navaditi,
da ste veliko bolj odvisni od samega sebe, od lastnih ambicij,
interesov, vztrajnosti, itd. Znanje pri predmetu osnove
elektrotehnike boste prav gotovo najlažje osvojili s sprotnim
sodelovanjem na predavanjih in auditornih vajah. Prav gotovo bo
za lažje razumevanje potrebno poseči po dodatni literaturi.
Najbolje je poseči po literaturi, ki jo predlaga profesor,
včasih pa je koristno pogledati tudi kakšno knjigo iz
bogate zakladnice. Poiščite si primerna berila na strani http://www.izum.si/
Električna poljska jakost, električni potencial, gostota energije, ...,
vse to so abstraktni pojmi, ki jih uporabljamo za opisovanje in razumevanje
električnih pojavov. Predmet osnove elektrotehnike predvsem poskuša uvesti
te pojme, pokazati njihovo povezavo in pomen, najpogosteje tako, da uporabimo
matematičen zapis. V osnovi torej zapišemo enačbe, ki primerno
opišejo problem,
ki ga želimo rešiti in ga nato rešimo. Tak način reševanja se
večinoma uporablja tudi
na preverjanjih znanja. Osnovne matematične pripomočke (tabele odvodov,
integralov, itd.) zlahka dobimo na spletu: Literatura_matematika.htm
V letu 2006 je profesor A.
SInigoj izdal zbirko treh knjig (zvezkov), ki so namenjene boljšim
dijakom in profesorjem na srednjih šolah, koristno pa jo lahko
uporabili tudi študenti FE. Matematična obravnava je manj
zahtevna, saj je prilagojena srednješolskemu znanju matematike,
zato pa je morda ravno bolj primerna za tiste, ki se prvič
resneje srečujejo z elektrotehniko. Zbirka je na volju v
skriptarni FE.
Leta 2006 in 2007 je bila za moje študente
na voljo skripta za lažje spremljanje
predavanj iz teh dveh predmetov. Skripto sproti dopolnjujem,
predvsem v smislu dodajanja zgledov uporabe računalnika za
izračune in vizualizacijo električnega in magnetnega polja.
Zasnova skript je/bo v obliki delovnega zvezka - vsebuje del
teorije, rešene primere, nekaj primerov vizualizacije, poudarek
pa je tudi na sprotnem delu študentov z dopolnjevanjem
slikovnega materiala ter s samostojnim delom: reševanjem
dodatnih enačb, uporabo računalnika pri delu, iskanje dodatnih
informacij na spletnih straneh, itd.
Najnovejše verzije so
razdeljene po poglavjih in za tekoče leto nastajajo sproti. Za
OE1 jih dobite na strani
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE1_2007/OE1.htm , za OE2 pa
nastaja na strani
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE2_2008/OE2.htm .
Zadnje verzije združene v
eni dadoteki so na voljo na povezavah:
OE1:
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE1/OE1_vezja_2008.pdf
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE1/OE1_elektrostatika_2008.pdf
OE2:
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE2/OE2_magnetostatika_2007.pdf
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE2/OE2_Izmenicni_Signali_2007.pdf.
"Stare" verzije so na
naslednjih povezavah:
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE1/OE1_vezja_Krizaj2007.pdf
http://lbm.fe.uni-lj.si/oe/OE1/OE1 skripta Krizaj 2006.pdf
Poleg omenjenega obstaja tudi zelo kakovostna tuja
literatura, ki se je ne bi smeli braniti vzeti v roke. V začetku
predstavlja morda
nekoliko bolj zahtevno branje in študij se bo kasneje
obrestoval. Nekaj knjig iz knjižnice FE je
zbranih na tem seznamu:
LITERATURA
IZ OSNOVE ELEKTROTEHNIKE iz knjižnice FE
|
KOLOKVIJSKE IN
IZPITNE NALOGE Z REŠITVAMI
|
V zadnjih letih smo vse izpitne in kolokvijske naloge
opremili z rešitvami, ki ji tudi komentiramo. Na ta način lahko izpitne in
kolokvijske naloge služijo kot učbeni pripomoček, ki se ga študentje vedno
pogosteje poslužujejo. Najdete jih na naslovu http://torina.fe.uni-lj.si/~oe/
. Te naloge je smiselno reševati s sprotnim delom. Le tako boste lahko dobro
sledili pedagpškemu procesu. Predlagam, da vsak teden poskušate
rešiti nekaj nalog, ki se skladajo z reševanjem na auditornih
vajah. Ker je morda včasih nejasno, ali je bila
problematika, ki jo obravnava naloga že obdelana na predavanjih
in vajah, sem sestavil seznam nalog po področjih. Oglejte
si Pregled nalog iz OE1 po
tematikah - elektrostatika in
Pregled nalog iz OE2 po tematikah.
Pri pripravi na kolokvije in izpite si lahko
pomagate tudi z izmenjavami izkušenj s profesorji, asistenti in
študenti. V ta namen uporabite Forum na strani:
http://torina.fe.uni-lj.si/~oe/forum/
|
MATEMATIČNI
LABORATORIJ- MATLAB
|
Dandanes so nam za reševanje in vizualizacijo rešitev na voljo raznovrstni
pripomočki. Za reševanje in prikaz algebrajsko (v obliki enačb) zapisanega
problema se na Fakulteti za elektrotehniko (in tudi drugod) pogosto uporabljata
programa MATLAB in MATEMATICA. To sta zelo zmogljiva programa,
ki vam kot "za šalo" rešita sistem enačb 100x100 ali integral, odvod,
diferencialno enačbo itd. in na koncu še omogočata izredno kvalitetno
vizualizacijo. Programa se redno uporabljata pri pedagoškem
pa tudi raziskovalnem delu na naši fakulteti, zato se je
koristno z njimi čimprej seznaniti in ju uporabljati. V ta
namen smo pripravili nekaj primerov možnih izračunov, ki
vam lahko služijo na poti spoznavanja programa.
Lahko si naložite predlogo uporabe programa MATLAB pri nalogah
iz predmeta Osnove elektrotehnike I v PDF obliki (ki je morda
bolj primerna za tiskanje) http://lbm.fe.uni-lj.si/dejan/OE/MATLAB/OE_MATLAB_oe1_OE1_1e.pdf
ali pa v html obliki http://lbm.fe.uni-lj.si/dejan/OE/MATLAB/Mlab_oe1.html
ki je morda bolj primerna za direkten ogled z brskalnikom in
uporabo ukazov copy/paste.
Zaenkrat imamo le 2 primera uporabe MATLABA za OE2, dobrodošli
ste, da dopolnete zbirko http://lbm.fe.uni-lj.si/dejan/OE/MATLAB/oe2_mlab.htm.
Osnovna navodila za delo z MATLABOM
lahko najdete na mnogih straneh. V slovenskem jeziku recimo na:
http://www.ro.feri.uni-mb.si/predmeti/navodila/Matlab_nav/matlab_65_and.htm
ali
http://193.77.182.141/FAX/files/matlab.pdf
|
MATEMATICA |
Nekaj primerov uporabe
programa Matematica je prispeval mag. Edi Bulić
|
NUMERIČNA
SIMULACIJA ELEKTRIČNEGA IN MAGNETNEGA POLJA - FEMLAB
|
Poleg MATLABA in MATEMATICE obstaja vrsta programov,
ki računajo Maxwellove enačbe z numeričnimi metodami na
disktretizirani "mreži". Pri predmetu Osnove elektrotehnike govorimo
o Maxwellovih enačbah le posredno, saj so to enačbe, ki so večinoma
zbrane od drugih velikanov elektrotehnike kot so na primer Gauss,
Ampere, Faraday. Te enačbe zapišemo v integralski obliki (z uporabo
integrala), lahko pa bi jih zapisali tudi v t.i. diferencialni obliki
(z "operatorji" kot so gradient in rotor). V pedagoške
in raziskovalne namene je izredno primeren program FEMLAB, ki je nadgradnja MATLABA
in ima vrsto orodij za numerično reševanje enačb. Poglejte si nekaj
preprostih izračunov polj narejenih z omenjenim programom.
Primer uporabe FEMLABA za preproste primere
polj iz Osnov elektrotehnike I:
http://lbm.fe.uni-lj.si/dejan/OE/FEMLAB/primeri_iz_elektrike_FEMLAB.htm
|
SIMULACIJA Z DELCI
- JACOB
|
Alternativni način numeričnemu reševanju sistema
diferencialnih enačb na diskretizirani strukturi predstavlja dinamično
reševanje osnovne enačbe za silo med naelektrenimi delci (t.i. Lorentzovo
silo). V tem primeru izračunamo rezultančno silo, s katero vsi ostali
naelektreni delci delujejo na delec. Le tega v naslednjem časovnem
koraku premaknemo v smeri rezultančne sile premosorazmerno z velikostjo
izračunane sile. Če to naredimo za vse delce, lahko opazujemo dinamiko
gibanja delcev v prostoru. Ostale veličine, kot so električna poljska
jakost ali potencial v prostoru določimo iz že znane postavitve
naelektrenih delec (nabojev) v prostoru. Tak program z imenom JaCoB je bil z večletnim
razvojnim delom razvit v našem laboratoriju (sedaj Laboratorij za
bioelektromagnetiko), njegov idejni vodja in tudi realizator je pokojni
profesor Vojko Valenčič. Program je izredno primeren v didaktične
namene, saj pokaže, da je pravzaprav porazdelitev elektrin (nabojev)
v prostoru in sile med njimi sam srž elektrike (fizike), električno
polje, potencial itd. pa so pojmi, ki nam omogočajo lažji prehod
v uporabo električnih pojavov v praksi.
Celoten program JaCoB (Java COnstructive OBjects)
s celovitimi primeri iz elektrostatike in magnetostatike je na
voljo na spletni strani http://jacob.fe.uni-lj.si/
|
RAZVOJNI SISTEM -
BRINA
|
Da bi omogočili študentom,
ki kažejo večji interes za elektrotehniko, da se čimprej
seznanijo z elementi vezij in tudi z modernim načinom
uporabe mikrokontrolerjev, smo v Laboratoriju za
bioelektromagnetiko razvili t.i. razvojno okolje za delo z
mikrokontrolerjem firme Atmel. Internetna stran http://lbm.fe.uni-lj.si/brina
vas vodi v smeri spoznavanja vezij, mikrokontrolerjev, lotanja
in programiranja. Z omenjenim okoljem lahko zelo enostavno
priključite zunanje senzorje in obdelujete podatke,
shranjujete na spominsko SD kartico, zapisujete na zaslon LCD,
prenašate na računalnik preko vgrajenega USB kanala, itd.
V LBM smo za tiste, ki bi si želeli spoznati delo z
mikrokontrolerji pripravili nekaj "kitov", ki
vsebujejo izdelano tiskovino in vse potrebne elemente.
Interesenti naj se javijo v Laboratoriju LBM ali mi pišejo po
elektronski pošti.
|
SEMINARSKE NALOGE
|
Pri predmetu Osnove
elektrotehnike močno podpiramo trud študentov za
dodaten, neobvezen študij elektrotehnike. V ta namen podpiramo
uporabo orodij, ki so bila omenjena (matlab, matematica, femlab
in drugi) za rešitev
določenega problema. Lahko tudi izdelajo konkreten
eksperiment, napravo, ali pa simulacijo, izračun, itd.
V primeru dobre realizacije, se to prizadevanje upošteva pri
končni oceni.
Kot možne teme vam ponujam sledeče
ideje:
|
ELEKTRIKA NA SPLETU
|
Študenti pogosto
ugotavljajo, da je predmet Osnove elektrotehnike preveč
teoretičen in želijo pridobiti več konkretnih znanj.
Na en način se z njimi (vami) strinjam, saj mora inženir
na koncu kariere znati rešiti konkretne elektrotehniške naloge.
Po drugi strani pa mora študent na začetku skozi "mučni"
proces spoznavanja osnovnih zakonitosti elektrike. In te niso
vedno lahke. Kljub temu s kolegi pri predmetu stremimo k izboljšanju
pedagoškega dela v smislu uvajanja novih načinov podajanja
snovi, z vključevanjem realnih in virtualnih eksperimentov,
uporabo matematičnih in simulacijskih orodij, video in
Powerpoint prezentacij, itd. V laboratoriju se trudimo
dopolnjevati sprotno pedagoško delo tudi z raziskovalno/pedagoškim
delom. Sestavljamo, nabavljamo in izdelujemo naprave za realne
eksperimente ter o njih pišemo strokovne prispevke.
Strani na internetu so neizmeren
vir znanj iz mnogih področij. Tudi elektrike. Od splošnih
enciklopedij kot je Enciclopedia Brittanica in zanimiv projekt
Wikipedia (precej člankov tudi v slovenskem jeziku). Nekaj
povezav najdete na sledeči spletni strani, ki pa vsekakor
potrebuje stalne dopolnitve, saj je internet najbolj dinmamičen
medij današnjega časa. Oglejte si povezave na strani: Web_literatura.htm
|
RAZISKOVALNO DELO
|
Tistim, ki sprotno
opravljajo študijskih obveznosti (izpitov) svetujem, da se
tvorno vključijo v raziskovalno/razvojno delo kakšnega od
laboratorijev. V laboratorijih imamo najraje, da potrka na vrata
nekdo, ki ima že nekaj malega znanja (recimo iz osnovnega
progrmiranja, sestavljanja vezij, ...) in ga zanima delo
laboratorija. Spisek laboratorijev na FE se nahaja na spletni
strani fakultete.
Laboratorij za
bioelektromagnetiko, ki ga vodim, se ukvarja z vrsto elektrotehniških
problematik (tako teoretičnih kot praktičnih) in je
vedno pripravljen medse sprejeti študente z veseljem do
raziskovalno/razvojnega dela. Dejavnosti laboratorija si lahko
ogledate na spletni strani http://lbm.fe.uni-lj.si.
Oglejte si tudi možne teme za
diplomske naloge na študentski strani http://lbm.fe.uni-lj.si
ali plakat pripravljen v
predstavitvene namene: Hevreka2006_Web.htm.
Če imate dobro internetno
povezavo si lahko ogledate tudi slike prezentacije dela
laboratorija: Laboratorij za bioelektromagnetiko.htm
|
|
|
|