Sähköfysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Sisältö:
- sähköön liittyvät suureet ja peruslainalaisuudet: virta, jännite, teho, resistanssi. Ohmin ja Joulen lait, Kirchhoffin lait.
- jännite- ja virtalähteet, akut ja paristot.
- sähkökentät. Kapasitanssi ja kondensaattori.
- magnetismi, magneettinen voimavaikutus ja sähkömagneettinen induktio. Induktanssi ja kela.
- vaihtosähkö, reaktanssi ja impedanssi. Vaihtosähkön teho.
- sähkösuureiden mittaaminen yleismittarilla ja oskilloskoopilla.

Tavoitteet

Opintojakson tarkoituksena on antaa opiskelijalle perustiedot sähköstä ja sen mittaamisesta sekä 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

Kurssialustalla julkaistu materiaali.
Ahoranta: Sähkötekniikka.

Opetusmenetelmät

Itsenäinen opiskelu kurssialustalla julkaistusta materiaalista (luentomoniste, videot).
Ryhmätyöt.
Laskuharjoitukset.
Laboratoriotyöt.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Tentti järjestetään kurssin lopuksi. Tarkemmasta ajankohdasta tiedotetaan kurssin aloitusluennolla.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Kurssiin liittyvän teorian opiskelussa korostuu itsenäinen työskentely.
Kontaktitunneilla käydään läpi käsiteltäviin aiheisiin liittyviä esimerkkejä ja neuvotaan harjoitustehtävien tekemisessä.
Laboratoriotöissä tutustutaan sähköön liittyviin suureisiin käytännössä ja perehdytään perusmittalaitteiden käyttöön.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Vastaavat muualla suoritetut opinnot.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Palautettavat harjoitustehtävät, jotka ovat suurimmaksi osaksi laskuharjoituksia.
Laboratoriotyöt.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Palautettavat tehtävät (25 %), lopputentti (75 %).
Laboratoriotöiden tekeminen on pakollinen osa kurssin suoritusta.

Hylätty (0)

Opiskelija ei osaa ratkaista yksinkertaisiin tasavirtapiireihin liittyviä suureita kuten jännitteitä, virtoja ja tehoja.
Opiskelija ei tunne pariston/akun toimintaa eikä osaa määrittää siihen liittyviä suureita.
Opiskelija ei osaa ratkaista kondensaattoreihin ja keloihin liittyviä yksinkertaisia tehtäviä.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia tasavirtapiirejä sekä kondensaattoreihin ja keloihin liittyviä suureita.
Opiskelija tuntee pariston/akun toimintaa ja osaa määrittää siihen liittyviä suureita.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Edellisen lisäksi opiskelija osaa ratkaista sähkön perussuureita myös haastavammista tasavirtapiireistä.
Opiskelija osaa ratkaista vaihtosähköön liittyviä suureita (jännitteet, virrat, tehot) yksinkertaisissa virtapiireissä.
Opiskelija tuntee sähkö- ja magneettikenttiin liittyvät keskeiset lainalaisuudet.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Edellisen lisäksi opiskelija osaa ratkaista myös haastavampiin vaihtovirtapiireihin liittyviä suureita sekä sähkö- ja magneettikentiin liittyviä ongelmia.

Lisätiedot

Kurssiin liittyvistä asioista tiedotetaan Itslearning-kurssialustalla.
Kurssin opettajaan saa parhaiten yhteyden sähköpostilla.