Sähköfysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksolla käydään läpi sähköfysiikan keskeisimmät teemat painottaen energia- ja ympäristötekniikan näkökulmaa.
- sähköstatiikka
- tasavirtapiirit
- sähkömittaukset
- puolijohteet
- magnetismi ja sähkömagneettinen induktio
- vaihtovirta ja vaihtovirtapiirit
Edellä mainituista aihepiireistä painotetaan tasavirtapiirejä, sähkömagneettista induktiota ja vaihtovirtaa.

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

Kurssin oppimisalustalla Itslearningissa julkaistava materiaali
- videoluennot
- kurssimoniste
- videot demonstraatioista

Kurssin aiheiden opiskelussa voi käyttää tukena OpenStax-sivustolta ilmaiseksi löytyvää oppikirjaa: College Physics 2e lukujen 18-23 osalta ( https://openstax.org/details/books/college-physics-2e= ).

Opetusmenetelmät

Itsenäinen opiskelu
Ohjatut harjoitukset
Laboratoriotyöt

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Tentin ajankohta ilmoitetaan kurssin alussa.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Opintojaksolla teoria käydään läpi opettajavetoisilla luennoilla, joiden tueksi suositellaan teorian läpikäymistä etukäteen oppimisalustan ohjeiden ja linkkien mukaisesti. Lähituntien aikana tehtävien ja ongelmien ratkaisuun saa apua.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

-

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opintojaksolla on viikottaisia tehtäviä eri aihepiireistä sekä tentti.
Opiskelijan kokonaistyömäärä on noin 110 tuntia.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tentin lisäksi laboratoriotyöt ja kurssialustalla julkaistut pienimuotoiset testit on suoritettava hyväksytysti.

Passing the course requires achieving at least 40 points. The rating scale is linear as follows:

at least 40 points => 1
at least 51 points => 2
at least 62 points => 3
at least 73 points => 4
at least 84 points => 5
less than 40 points => rejected
Laboratory work does not affect the grade, but it must be completed with approval.

Hylätty (0)

Opiskelija tuntee sähköfysiikan perusilmiöitä heikosti. Teorioiden soveltaminen käytännön tilanteisiin on puutteellista.
Sähköfysiikkaan liittyvän terminologian tuntemuksessa ja käytössä on selkeitä puutteita.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija tuntee vähintään tasasähköön liittyvät keskeiset käsitteet ja ilmiöt sekä osaa ratkaista tasavirtapiireihin liittyviä suureita yksinkertaisissa tapauksissa. Opiskelija osaa tarkastella ja ratkaista sähkötehoon ja -energiaan liittyviä ongelmia.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelija hallitsee laajasti sähköfysiikkaan liittyviä käsitteitä ja ilmiöitä. Hän tuntee vähintään tasa- ja vaihtosähköön liittyvät keskeiset käsitteet ja ilmiöt sekä osaa ratkaista kyseisiin virtapiireihin liittyviä suureita yksinkertaisissa tapauksissa. Opiskelija tuntee passiivisten komponenttien: vastuksen, kondensaattorin ja kelan toiminnan sekä osaa määrittää resistanssin, kapasitanssin ja induktanssin arvot kyseisille komponenteille.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tuntee kattavasti sähköfysiikkaan liittyvät käsitteet ja ilmiöt. Tasa- ja vaihtosähkön lisäksi hän tuntee myös sähkö- ja magneettikenttiin liittyvät keskeiset käsitteet ja ilmiöt sekä osaa ratkaista niihin liittyviä laskutehtäviä.

Lisätiedot

-