Sähkötekniikka (3 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksototeutus sisältää seuraavat kokonaisuudet:

Opetuskerta 1. Sähkötekniikan perusteiden erittäin tiivis kertaus
- sähkö-ilmiön synty, sähkövaraukset, sähkönjohtavuus, jännitteen ja virran käsitteet
- virtapiirit, ulko- ja sisävirtapiiri
- tasa- ja vaihtosähkö
- resistanssi, resistiivisyys
- sähkön perussuureiden mittaaminen
- Ohmin laki, sähköteho ja -energia
- Kirchhoffin lait, lähde- ja napajännite, tehohäviöt
- sarjaan- ja rinnankytkentä
- sähkövirran kulku kaasuissa
Lisäksi myös puolijohdetekniikan perusteet
- puolijohdemateriaalien perusteet, p- ja n-aine
- pn-liitos, esto- ja päästösuunta

Opetuskerta 2. Elektroniikan rakenneosat
- vastus-komponentit, kondensaattorit, kapasitanssi
- RC- ja CR-piiri
- diodit ja transistorit
- puolijohdeosien testaaminen

Opetuskerta 3. Magnetismiopin perusteet
- magneettikenttä ja -vuo
- käämi, sähkömagneetti, magnetomotorinen voima
- induktio, Lenzin laki, itseinduktio
- induktanssi
- keskinäisinduktio

Opetuskerta 4. Vaihtosähkötekniikka
- vaihtosähkön perusteet, hetkellinen jännite/virta, huippu- ja tehollisarvot
- induktiivinen ja kapasitiivinen reaktanssi, impedanssi ja vaihesiirto
- kolmivaihejärjestelmät, tähti- ja kolmiokytkentä

Opetuskerta 5. Sähkökoneet ja -laitteet
- vaihtosähkögeneraattori
- sähkömoottorit, askelmoottorit
- taajuudenmuuttajat, muuntajat, suuntaajat

Opetuskerta 6. Sähköturvallisuus
- sähkön vaarallisuus, sähköisku ja valokaari
- sähköturvallisuusmääräykset, työturvallisuus, jännitetyö

Yksi opetuskerta sisältää karkeasti yhden osion läpikäynnin.
Opetuskerrat ajoittuvat aikaväliin vko 44/2024 - vko 51/2024.

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija:
- hallitsee sähkötekniikan peruskäsitteet.
- osaa laskea yksinkertaisten virtapiirien eri suureita.
- osaa kuvailla sähkötekniikassa käytettävien komponenttien toimintaa.
- hallitsee sähkötekniikassa käytettävien mittalaitteiden käytön perusteet.

Sisältö

Opintojaksolla käsitellään:
- sähkötekniikan perusteiden lyhyt kertaus
- tasa- ja vaihtosähkötekniikan perusteet
- magnetismin peruskäsitteet
- puolijohde-elektroniikan perusteet
- sähkötekniikan peruskomponentit, mm. vastukset, kondensaattorit, kelat, diodit, transistorit
- tavallisimmat sähkötekniset mittalaitteet, mm. yleismittari ja oskilloskooppi
- sähköturvallisuus

Oppimateriaalit

Oppimateriaalina käytetään opintojaksototeutuksen Itslearning-kansioon koottua materiaalia.

Opetuskerroilla sähkötekniikan eri aihealueet käydään läpi Itslearning-materiaalien avulla. Kuitenkin on suositeltavaa, että oppijat tekevät myös aktiivisesti omia muistiinpanoja opetuskerroilla. Luennoilla esitellään useimmat aiheet laajemmin kuin mitä materiaalissa ne on esitetty. Itslearning-oppimateriaali ja omat muistiinpanot ovat tenttivalmistautumisessa keskeiset lukumateriaalit.

Itslearnins:ssa olevan materiaalin tueksi oppija voi halutessaan käyttää kirjaa:

Moottorialan sähköoppi - Juhala, Lehtinen, Suominen, Tammi, 8. tai 9. painos, 2005

Kirjan hankinta on kokonaan vapaaehtoista. Kirjan voi ostaa Turun AMK:n Autolaboratoriosta, hinta tarkentuu myöhemmin (syksyllä -24 hinta oli 35 €/kpl).

Opetusmenetelmät

Opintojakso on sähkötekniikan peruskurssi. Esitietovaatimuksina on "Insinöörifysiikka 2"-kurssin suoritus tai vastaavat tiedot. Oppijan aiemmasta perehtyneisyydestä sähkötekniikkaan on merkittävää etua. Kontaktiopetusta on kurssin asiasisältöön nähden niukasti, joten oppiminen perustuu pääosin itseopiskeluun. Itseopiskelua tuetaan lähi/etäluennoilla, joissa keskeisimmät opittavat sisällöt käydään opettajan ohjauksella läpi. Toteutuksen aikana tehdään itsenäisesti suoritettavia ja palautettavia tehtäviä.

Toteutukseen sisältyy yhteensä 6 opetuskertaa (lähi 3 h, etä á 1 h) ja tentti (2 h).

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Toteutuksen suorittamiseksi on läpäistävä kirjallinen lähitentti. Tenttitilaisuuksia on kolme:

Tentti, ma 16.12.2024, klo 9 - 11, sali xxxx
1. uusintatentti, xx.1.25, klo xx - xx, sali xxxx
2. uusintatentti, xx.1.25, klo xx - xx, sali xxxx

Hylättyä suoritusta voi uusia kaksi kertaa ja hyväksyttyä suoritusta saa yrittää korottaa yhden kerran. Joulukuun tenttiin ei ilmoittauduta, mutta uusintoihin on ilmoittauduttava. Ilmoittautuminen uusintoihin avautuu myöhemmin Itslearning:n Suunnitelmiin.

Kansainvälisyys

Opintojakso tutustuttaa oppijat sähkötekniikan perusteisiin. Toteutuksessa käytetään menetelmää, jossa oppijat tutustuvat Itslearning:in koottuun oppimateriaaliin aihe kerrallaan itseopiskeluna, ja laativat sen jälkeen vastaukset Itslearning:ssa aihepiirin kysymyksiin. Kysymykset käydään opetuskerroilla yleisellä tasolla läpi, laaja-alaisesti perustellen. Teoreettisen tarkastelun tueksi opettaja esittelee opetuskerran aikana käytännön toteutuksia tai käytännön ilmiöitä, joissa sähkö-ilmiöt konkretisoituvat. Luennoilla oppijat voivat kysyä epäselviltä tuntuvia asioita, joita käydään yhdessä läpi keskustellen. Etä-opetuskertoja varten opettaja perustaa Teams:in oman luokkatilan, jossa etä-luennointi tapahtuu.

Opetuskerroilla puhetta johtaa opettaja ja asiat esitellään oppijoille siinä tahdissa, että peruskurssi-luonteeseen soveltuva riittävä vuorovaikutuksellisuus saavutetaan.

Opintojakso suoritetaan luentojen päätteeksi pidettävällä kirjallisella, itsenäisesti suoritettavalla lähitentillä.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Toteutuksella ei ole valinnaista toteutustapaa.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Oppiminen tapahtuu pääosin itseopiskeluna siten, että oppija tutustuu ensin osoitettuun oppimateriaaliin ja laatii vastaukset opettajan laatimiin kysymyksiin Itslearning:ssa. Opetuskerroilla käydään läpi vastaukset yleisellä tasolla. Opetuskerroilla on hyvä tehdä muistiinpanoja, se tukee tenttivalmistautumista.

Opintojakson suorittaminen vaatii työtä yhteensä 81 h (3 op x 27 h). Tästä kontaktissa tapahtuvaa luento-opetusta on 10 h. Oppijan on suoritettava itsenäistä opiskelua (ie. oppimateriaalin opiskelu ja tehtävien teko) luentojen ohella 54 h. Luentojen päättyessä pidetään tentti (pituus 2 h). Jos oppija on ollut läsnä aktiivisesti luennoilla tehnyt toteutuksen ajan aktiivisesti itsenäistä työskentelyä, tenttivalmistautumiseen tarvitaan arviolta 15 h työtä.

Opettaja pitää lukujärjestyksen ajan tasalla, sieltä näkyvät viikoittaiset ajankohdat ja salit opetuskerton osalta.

Esitietovaatimukset

Edeltävyysehto Fysiikka 2 -opintojakson suoritus.

Lisätiedot

Opettajan ja oppijoiden välillä viestintä tapahtuu valtaosin opetuskertojen aikana. Opettaja tukee tätä viestintää Itslearning:n kurssikansion ilmoituksilla ja Itslearning-viesteillä oppijoiden suuntaan. Oppijat voivat viestiä opettajan kanssa opetuskertojen aikana tai Itslearning:n viesteillä tai sähköpostilla (jyri.janne@turkuamk.fi). Itslearning-kurssikansiossa on oppijoiden käytettävissä yhteinen ja avoin keskustelualue, jossa kurssin sisällöistä ja toteutuksesta voi vaihtaa ajatuksia muiden toteutuksella mukana olevien kanssa. Keskustelualueella on mahdollista antaa myös palautetta opettajalle, myös kokonaan anonyymisti. Lukujärjestyksessä kerrotaan luento- ja laskuharjoitusten ajankohdat, mahdollinen salivaraus ja luentomenetelmä (etä/lähi?).

Yhteydenottoon voi käyttää myös puhelinta (Jyri Jänne, 040 355 0922) huomioiden virka-aika, soitot on ajoitettava arkipäiviin klo 8 - 16 välille.