מבוא להנדסת חשמל – הנדסת חשמל ואלקטרוניקה

תיאור כללי של הקורס:

הכרת רכיבי מעגלים אלקטרוניים ליניאריים ופתרון מעגלים בתחום הזמן ובתחום התדר.

מטרות הקורס:

הקורס נועד להקנות לסטודנטים מושגים וחוקים יסודיים בניתוח מעגלים חשמליים. הקורס מציג את רכיבי היסוד (R,L,C) ושיטות שונות לניתוח מעגלים בסיסיים. הקורס מגדיר בפני הסטודנטים לראשונה את מושגי תגובת התדר ותגובת ההלם של מערכות, מושגים בהם ישתמשו בהמשך לימודיהם.

תוצרי למידה:

1. הסטודנט ידע לתאר קשרי מתח זרם ברכיבים ליניאריים ויבין כיצד ניתן לחבר מספר אלמנטים לקבלת מעגל.
2. הסטודנט ידע כיצד לפשט מעגלים ליניאריים ולקבל תיאור מתמטי מקיף של המעגלים.
3. הסטודנט ידע לנתח מעגלי DC ו AC פשוטים (RL, RC, RLC).
4. הסטודנט ידע להשתמש בקונבולוציה כדי לפתור מעגלים ליניאריים.
5. הסטודנט יוכל לנתח מעגלים בתחום התדר במצב סינוסי עמיד ולשרטט את תגובת התדר של מעגלים פשוטים.
6. הסטודנט ידע לנתח מעגלים עם רכיבים מצומדים.
7. הסטודנט ידע לתכנן מעגלים פשוטים על פי דרישות.

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:

1. מעגלים מקובצים וחוקי קירכהוף.
2. מקורות וצורות גל, רכיבים בסיסיים: נגד, סליל וקבל וחישובי הספק.
3. מעגלים פשוטים – חיבור טורי ומקבילי, עקרון הסופרפוזיציה ומשפטי תבנין ונורטון, משפט ההופכיות.
4. מטריצות התנגדות ומוליכות, ושיטות זרמי חוגים ומתחי צמתים לפתרון מעגלים.
5. מעגלים מסדר ראשון: מעגלי RC ו- RL, פתרונות ZIR ו- ZSR, תופעות מעבר.
6. מעגלים מסדר שני: מעגלי RLC, ריסון יתר, ריסון קריטי ותת ריסון, עקרון הדואליות, תגובה למקור אקספוננציאלי ומקורות סינוסוידליים.
7. פתרון מעגלים ע"י התמרת Laplace.
8. מערכות ליניאריות קבועות בזמן ואינטגרל הקונבולוציה.
9. מצב סינוסי עמיד, מעגלי תהודה, מסנני LP ו- HP והספקים במצב סינוסי עמיד.
10. אלמנטים מצומדים, שנאים אידיאליים ומקורות מבוקרים.

ספרות:

1. Desoer C. A. and Kuh E. S., “Basic Circuit Theory,” McGraw Hill, 1969.
2. McTavish J. P., “Foundation of Electronical Engineering,” Prentice-Hall, 1995.
3. Nilsson J. W. and Riedel S. A., “Electric Circuits,” 10th edition, Addison-Wesley, 2014.
4. Hayt W. H., Kemmerly J., and Durbin S. M., “Engineering Circuit Analysis,” McGraw Hill, 8^th edition, 2011.
5. Boylestad R.L., “Introductory Circuit Analysis,” 12^th edition, Prentice-Hall, 2010.