Virtapiirit ja sähkömittaukset (5 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Opiskelija osaa
- laskea ja analysoida yksi- ja kolmivaiheisia vaihtosähköpiirejä
- kuvailla muuntajan toimintaperiaatteita
- määrittää sähköverkon kompensoinnin perustana olevia sähköteknisiä suureita
- käyttää aaltomuotoanalyysia sähkötekniikassa
- tehdä ja alalysoida sähkötekniikan perussuureiden mittauksia.

Sisältö (Opintojakso)

Vaihtosähköpiirien käsitteet, komponentit, laskenta- ja analysointimenetelmät. Monivaihejärjestelmät. Resonanssi- ja suodatuspiirit. Fourier-sarjat. Keskinäisinduktanssi. Sähkötekniikan perusmittaukset.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Virtapiirit 1 ja Insinöörin perusosaaminen -opintokokonaisuuden tiedot

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

1. välikoe alustavasti viikolla 43 ja 2. välikoe viikolla 50, aikataulu voi tarkentua myöhemmin.
1. uusintatentti + korotus 01.02.2017, 2. uusintatentti 05.04.2017. Uusintatentteihin ilmoittaudutaan TenttiWilhon kautta.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan asteikolla 0-5. Opintojakso suoritetaan kahdella välikokeella, laboratoriotöillä sekä harjoitus- ja simulointitehtävillä.
Välikokeilla hyväksytysti suoritetun opintojakson arvosanaa on mahdollista korottaa aktiivisesta tehtävien tekemisestä myönnettävien lisäpisteiden avulla.
Opintojakson suorituksen edellytyksenä on laboratoriotöiden suorittaminen hyväksytysti.

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus, laboratoriotyöskentely, itsenäinen opiskelu, välikokeet ja harjoitustehtävät, piirisimuloinnit, opetuskeskustelu sekä yhteistoiminnallinen oppiminen.

Oppimateriaalit

Tarkka et al. Piirianalyysi 2. (Edita, ISBN 951-37-3926-0) sekä muu luennolla esiteltävä materiaali.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan keskimääräinen työmäärä on noin 135 tuntia, joka koostuu lähiopetuksesta, laboratoriotöistä, kokeista sekä itsenäisestä työskentelystä harjoitustehtävien ja työselostusten parissa.

Sisällön jaksotus

1. periodin alustava jaksotus: kertausta, passiiviset peruskomponentit, teho ja energia, osoitinlaskenta, piirianalyysi vaihtosähköpiireissä, teho vaihtosähköpiireissä.
2. periodin alustava jaksotus: keskinäisinduktanssi ja muuntajat, kertausta 1. välikokeeseen, 1 välikoe, monivaihejärjestelmät, kolmivaihetehon mittaus, muutosilmiöt, resonanssipiirit ja suodattimet, aaltomuotoanalyysi, kertausta 2. välikokeeseen ja 2. välikoe.
Laboratoriotyöt suoritetaan 2. periodin aikana.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Ei ole.

Lisätietoja opiskelijoille

Symbolinen laskin on välttämätön apuväline opintojaksolla läpi käytävien laskutehtävien suorittamiseksi.

Arviointikriteerit - tyydyttävä (1-2) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelija tunnistaa sähkötekniikan komponentit sekä niiden ominaisuudet tasa- ja vaihtosähköpiireissä. Opiskelija tuntee yksi- ja kolmevaiheisen vaihtosähkön perusteet. Opiskelija osaa käyttää osoitinlaskentaa sekä verkkoanalyysitekniikkaa yksinkertaisen vaihtosähköpiirin ominaisuuksien määrittämiseen. Opiskelija osaa laskea kolmivaihekuorman pätö-, lois- ja näennäistehot. Opiskelija tuntee sähköverkossa esiintyvien muutosilmiöiden ja resonanssien perusteet.

Arviointikriteerit - hyvä (3-4) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa erilaisia menetelmiä vaihtosähköpiirien analysointiin. Opiskelija osaa soveltaa jännite- ja virtalähdemalleja todellisten lähteiden kuvaamiseen. Opiskelija osaa käyttää osoitinlaskentaa 1- ja 3-vaihevaihtosähköpiireissä. Opiskelija osaa määritellä kolmivaiheiseen sähköpiiriin kytketyn komponentin tehon sekä osaa perustella pätö-, lois- ja näennäistehokomponenttien käytännön merkitykset.

Arviointikriteerit - kiitettävä (5) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa erilaisia menetelmiä monipuolisesti vaihtosähköpiirien analysointiin. Opiskelija osaa määritellä kolmivaiheisen sähköpiirin tehon sekä laskennallisesti että mittaamiseen perustuen. Opiskelija ymmärtää vaihtosähköpiirien muutosilmiöihin ja resonansseihin liittyvät periaatteet sekä niiden hallintakeinot.