VirtapiirianalyysiLaajuus (5 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tuntee
- vaihtosähkön tehon käsitteet

Opiskelija osaa
- mallintaa piirejä, joissa on induktiivisesti kytkeytyneitä käämejä
- mallintaa piirien resonanssitilanteet ja hallitsee passiivisten perussuodattimien analyysin
- mallintaa piirien kytkentäilmiöt ja ymmärtää niiden oleelliset erot jatkuvuustilan (steady-state) piirimallinnukseen verrattuna

Sisältö

Vaihtosähkön teho: pätöteho, loisteho, näennäisteho, kompleksinen teho.

Induktiivisesti toisiinsa kytkeytyeneiden kiinteätaajuisten piirien analyysi ja ideaalisen muuntajan piirimalli. Passiivisten piirikomponenttien resonanssi-ilmiöiden mallintaminen ja laskenta.

Passiivikomponenttisten piirien muutostilanteiden mallinnus ajan suhteen (kytkentäilmiöt ja transientit)

Piirien mallintaimnen ja laskenta niiden sisältäessä eri suuruisia taajuuskomponentteja. Passiiviset suodatinkytkennät: miten alipäästö-, ylipäästö-, kaistanpäästö- ja kaistanestosuodattimet sekä jännitevahvistuksen siirtofunktio

Esitietovaatimukset

Tasa- ja vaihtosähköpiirit -opintojakson sisällön hallinta.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia tehtäviä kaikista kurssin keskeisistä aihepiireistä.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelija osaa ratkaista soveltavia tehtäviä vaihtosähkön tehosta, keskinäisinduktanssista, resonanssista, suodatinpiireistä ja piirien kytkentätilanteista. Soveltavien tehtävien ratkaiseminen edellyttää laskentarutiinin lisäksi keskeisten aihepiirien vahvaa ymmärrystä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija ymmärtää syvällisesti vaihtosähkön tehon käsitteet ja taustalla vaikuttavan oletuksen sähkösuureiden sinimuotoisuudesta. Opiskelija osaa mallintaa keskinäisinduktansseja sisältäviä sähköpiirejä ja ymmärtää, miten virtojen ja käämintäsuuntien muutokset vaikuttavat sähköpiirin toimintaan. Opiskelija osaa ratkaista sähköpiirien resonanssitilanteet ja ymmärtää sarja- ja rinnakkaisresonanssin vaikutusten eroavaisuudet. Opiskelija osaa suunnitella erilaisia suodatinkytkentöjä ja ymmärtää jännitevahvistuksen käyttäytymisen taajuuden funktiona. Opiskelija ymmärtää piirien kytkentäilmiöiden taustat ja osaa ratkaista erilaisia piirien kytkentäilmiöitä.