Sähköstatiikka ja virtapiirit, magnetismi (3 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Opiskelija osaa
- pelkistää sähköiset ja magneettiset ilmiöt sekä virtapiirit suureiksi ja niiden välisiksi lainalaisuuksiksi ja tuottaa laskennallisia ennusteita suureyhtälöiden avulla halutuille suureille
- esittää ongelmiin perustellun ratkaisun teknis-luonnontieteellisistä lähtökohdista
Opiskelija tuntee
- sähkö- ja magneettikenttien syntymisen periaatteet ja niiden merkityksen koneiden ja laitteiden toiminnassa.

Sisältö (Opintojakso)

Sähkö- ja magneettikenttä, virtapiirit ja sähköiset komponentit, materiaalien sähköiset ja magneettiset ominaisuudet, sähkömagneettinen induktio, sähköisten antureiden toimintaperiaatteet.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Mekaniikka, lämpö- ja virtausoppi.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (Opintojakso)

Opiskelija osaa käyttää sähköstatiikkaan ja magnetismiin liittyviä suureita ja yksiköitä, osaa analysoida ilmiöitä kvalitatiivisesti ja ratkaista yksinkertaisia ongelmia, jotka ovat esitettyjen esimerkkien kaltaisia.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (Opintojakso)

Esimerkkitilanteiden lisäksi opiskelija osaa myös soveltaa sähköstatiikan ja magnetismin peruslakeja uusiin tilanteisiin ja osaa perustella tekemänsä ratkaisut.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (Opintojakso)

Opiskelijalla on kokonaisvaltainen käsitys sähköstatiikan ja magnetismin peruslaeista, niiden välisistä yhteyksistä ja niiden käytöstä ongelmien ratkaisuun sekä sujuva taito analysoida ongelmia ja perustella tekemänsä ratkaisut.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

1. välikoe viikolla xx
2. välikoe viikolla yy
1. uusinta- ja korotustentti: pp.kk.2020
2. uusintatentti pp.kk.2020

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Välikokeet
- Kaksi välikoetta, maks. 60 p = 30 p + 30 p
- Kustakin välikokeesta on saatava vähintäin 6 p.
Laskuharjoitukset
- läsnaäolovaatimus 90%
- Kokanaispistemäärä 30 p
- Läpäisyraja 6 p
- Maksimi 30 p saavutetaan, kun noin 90% tehtävistä suoritettu: Läpäisyraja 20%
- hyväksytty kotitehtävä edellyttää, että tehtävä on tarkastustilaisuudessa pyydettäessä esitetty taululla kirjallisesti ja suullisesti.
Aktiivisuuspisteitä on mahdollisuus saada optustunneilla suorituista tehtävistä. Näistä tehtävistä ei ilmoiteta etukäteen.
Kurssin arvosana
- Välikokeiden ja laskuharjoitusten pisteet lasketaan yhteen eli maks_pistemäärä on 30 p + 30 p +30 p = 90 p.
Arvosana 5 : noin 90% maksimipistemäärästä (81 p)
Arvosana 1 : noin 40% maksimipistemäärästä ( 36 p)

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

lähiopetus
laskuharjoitukset
demonstraatiot
välikokeet ( 2 kpl)

Oppimateriaalit

* Inkinen, Manninen, Tuohi, Momentti 2 Insinöörifysiikka, Otava
* Tekniikan kaavasto, Tammertekniikka
* Opettajan antama muu materiaali

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

lähiopetusta noin 35 h + opiskelijan itsenäistä työskentelyä 40 h = noin 80 h yhteensä

Sisällön jaksotus

Alustava lähiopetuksen sisältösuunnitelma:
- Sähkövaraus ja Coulombin laki 2 h
- Sähkökentät 2 h
- Potentiaali, kapasitanssi 2 h
- Magneettikentät, magn. voimavaik.4 h
- Sähkövirran magn. kenttä 4 h
- Aineen magn. ominaistuudet 3 h
- Induktio, Faradayn laki, Lenzin laki 5 h
- Pyörrevirrat 2 h
- Kertaukset 4 h
- Välikokeet. 6 h
- Kok. palautus, palaute 1 h
Yht. 40 h

Yhteenveto aiheittain:
Johdantoa 1h
Sähköoppi 16 h
Magnetismi 14 h
Induktio 5 h
Välikokeet 6 h

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Ei

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Ei

Kansainvälisyys

Ei

Lisätietoja opiskelijoille

Tarkempi lähiopetuksen aikataulu jaetaan opintojakson alussa.

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

Opiskelija osaa käyttää ilmiöitä kuvaavia suureita ja yksiköitä, osaa analysoida ilmiöitä kvalitatiivisesti ja ratkaista yksinkertaisia sovelluksia, jotka ovat esitettyjen esimerkkien kaltaisia.

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

Edellisen lisäksi opiskelija osaa soveltaa sähköstatiikan ja magnetismin peruslakeja uusiin tilanteisiin ja osaa perustella ratkaisut.

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

Edellisen lisäksi opiskelijalla on kokonaisvaltainen käsitys sähköstatiikan ja magnetismin peruslaeista, niiden välisistä yhteyksistä ja niiden käytöstä ongelmien ratkaisuun sekä sujuva taito analysoida ongelmia ja perustella valitut ratkaisut.