Sähköfysiikka (4 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksolla perehdytään sähköön fysikaalisena ilmiönä. Tavoitteena on ymmärtää sähkö- ja magneettikenttiin liittyvät lainalaisuudet sekä miten ne vaikuttavat sähköteknisissä peruskomponenteissa. Lisäksi opintojaksolla käydään läpi virtapiirilaskujen perusteita.

Sisältö:
- Sähköstatiikka: sähkövaraus, sähkökenttä, potentiaali ja jännite, kapasitanssi, kondensaattori
- Sähködynamiikka: sähkövirta, resistanssi, vastus, tasasähköpiirit, sähkövirta puolijohteessa
- Sähkömagnetismi: magneettikenttä, liikkuvan varauksen ja magneettikentän vuorovaikutus, virtasilmukka magneettikentässä, induktanssi, kela, generaattori, vaihtovirta ja vaihtovirtapiirit.

Tavoitteet

Opintojakson tarkoituksena on antaa opiskelijalle perustiedot sähköstä ja magnetismista. Opintojakson käytyään opiskelija ymmärtää sähkön ja magnetismin merkityksen sähköteknisten koneiden ja laitteiden toiminnassa.
 

Sisältö

Sähköstatiikka: sähkövaraus ja varauksen säilymislaki, Coulombin laki, sähkökenttä, Gaussin laki, potentiaali, jännite, kapasitanssi
Sähködynamiikka: varausten liike, sähkövirta, johtavuus, resistanssi, Ohmin laki, Joulen laki, Kirchhoffin lait, tasasähköpiirit, sähkövirta puolijohteessa
Sähkömagnetismi: Faradayn laki, Lenzin laki, Amperen laki, virtajohdin magneettikentässä, käämi, induktanssi, generaattori, vaihtovirta, vaihtovirtapiirit, magneettiset materiaalit

Oppimateriaalit

Luentomoniste ja muu Itslearningissa julkaistava materiaali.
Oppikirja: Sähkötekniikka, Jukka Ahoranta (Sanoma Pro). Kirja sisältää kaikki opintojaksolla käsiteltävät perusasiat ja puuttuvat syventävät aiheet löytyvät luentomonisteesta. Kirja sisältää myös hyvän johdannon sähköön liittyviin perusasioihin, josta asioita voi tarvittaessa kerrata. Opintojakson sisältö liittyy varsinaisesti johdannon jälkeen tuleviin kappaleisiin.

Opetusmenetelmät

Luennot, laskuharjoitukset, Simulink-harjoitukset ja laboratoriotyöt. Sähkömagnetismiin liittyvien teorioiden ymmärtämistä pyritään vahvistamaan simulointiharjoitusten ja laboratoriotöiden avulla. Laboratoriotöissä käydään läpi sähköön liittyviä peruskomponentteja (kondensaattori, vastus, kela) ja niihin liittyvät mittaukset.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Tenttien ja kokeiden ajankohdat ilmoitetaan kurssin alussa.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Itsenäisellä asioihin perehtymisellä on suuri merkitys - teorian opiskelu tapahtuu kurssimateriaalin avulla ja lähiopetuksen aikana keskitytään opiskellun teorian soveltamiseen harjoitustehtävissä ja demonstraatioissa.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Palautettavat harjoitustehtävät ja koe. Vaihtoehtoisesti kurssin voi suorittaa pelkällä lopputentillä. Arvioinnin tarkempi kuvaus esitetään kurssin aloitusluennolla.