Electrical physics (4 cr)

Evaluation scale

H-5

Content scheduling

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.

Objective

The target of the study course is to familiarize student in the fundamentals electricity and magnetism. When course is completed, student understands the meaning of electricity and magnetism in operational principle of electrical machines and equipment. 

Content

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

Materials

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.

Teaching methods

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.

Exam schedules

Tenttien ja kokeiden ajankohdat ilmoitetaan kurssin alussa.

Pedagogic approaches and sustainable development

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

Evaluation methods and criteria

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