Electric Circuit Theory 2Laajuus (5 cr)

Objectives

The student knows
- concepts of AC power

The student can
- model circuits with inductively coupled windings
- model circuit resonance situations and master analysis of passive basic filters
- model circuit switching phenomena and understand their essential differences compared to steady-state circuit modeling

Content

AC power: actual power, reactive power, apparent power, complex power.

Circuit Modeling of Mutual Inductance: How Inductively Coupled Coils Are Considered in Circuit Analysis, Circuit Model of Ideal Transformer.

Resonance in Circuits: What does resonance mean and how does it appear in electrical circuits. How to model resonance situations in electrical circuits.

Passive Filter Connections: How low-pass, high-pass, band-pass, and band-pass filters are implemented with resistors, coils and capacitors. How these filter connections are modeled using the voltage gain transfer function.

Switching phenomena: How to model switching phenomena and other transient situations in electrical circuits. Modeling coupling phenomena will inevitably lead to differential equations, which are solved in the course both in time and by Laplace transform.

Prerequisites

Controlling the contents of DC and AC circuits.

Assessment criteria, satisfactory (1-2)

Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia tehtäviä kaikista kurssin keskeisistä aihepiireistä.

Assessment criteria, good (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.

Assessment criteria, excellent (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 sekä aikatasossa että Laplace-muunnoksen avulla.