Virtapiirit 2 (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

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (Opintojakso)

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) (Opintojakso)

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa erilaisia menetelmiä vaihtosähköpiirien analysointiin. 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. Opiskelija osaa kuvata muuntajan toimintaperiaatteen sekä ratkaista yksinkertaisia keskinäisinduktanssitehtäviä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (Opintojakso)

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.

Aika ja paikka

Lukujärjestyksen mukaisesti.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Alustava aikataulu: Teoriaopetus 3.9.-19.11.21. Laboratoriotyöt 26.11.-10.12.21. Kertaus 13.12.21 ja tentti 17.12.2021. 1. uusinta ja korotus tammikuussa 2022 ja 2. uusinta maaliskuussa 2022. Koeaikataulut voivat muuttua opintojakson edetessä.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

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

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus (koronavaraus), 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 130 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, keskinäisinduktanssi ja muuntajat.
2. periodin alustava jaksotus: monivaihejärjestelmät, kolmivaihetehon mittaus, muutosilmiöt, resonanssipiirit ja suodattimet, aaltomuotoanalyysi, kertausta ja tentti.
Laboratoriotyöt suoritetaan intensiivijaksona 2. periodin lopussa.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

AHOT-menettely on mahdollinen aemmin hankitun osaamisen näytön kautta. Lisätietoja opintojakson vastuuopettajalta.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Ei ole.

Lisätietoja opiskelijoille

Symbolinen laskin on välttämätön apuväline opintojaksolla läpi käytävien laskutehtävien suorittamiseksi.

Arviointikriteerit - hylätty (0) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelijan osaaminen ei täytä hyväksytyn suorituksen vähimmäisvaatimuksia.

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 käyttää osoitinlaskentaa 1- ja 3-vaihevaihtosähköpiireissä. Opiskelija osaa määritellä kolmivaiheiseen sähköpiiriin kytketyn komponentin tehon sekä osaa perustella pätö-, lois- ja näennäistehokomponenttien käytännön merkitykset. Opiskelija osaa kuvata muuntajan toimintaperiaatteen sekä ratkaista yksinkertaisia keskinäisinduktanssitehtäviä.

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.