Virtapiirit 1 (5 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Opiskelija osaa
- määritellä sähkötekniikan peruskäsitteet ja -suureet, sähköpiireihin liittyvät käsitteet ja komponentit
- laskea peruslaskentamenetelmillä tasa- ja vaihtosähköpiirien suureita
- tehdä todellisten sähköjärjestelmien virtapiirien yksinkertaisia mallinnuksia virtapiirilaskentaan.

Sisältö (Opintojakso)

Tasa- ja vaihtosähköpiirien käsitteet, komponentit, laskenta- ja analysointimenetelmät. Suppean sähköverkon ja sähkölaitteiden mallintaminen.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Tekniikan perustyökalut -opintokokonaisuus tai vastaavat tiedot

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (Opintojakso)

Opiskelija tunnistaa sähkötekniikan peruskomponentit ja niiden perusominaisuudet, ja osaa ratkaista piirilaskutehtäviä yksinkertaisista rinnan- ja sarjakytkennöistä. Opiskelija tunnistaa vaihtosähkösignaalin perussuureet signaalien kuvaajista sekä osaa kuvata aikatason signaaleita osoittimien avulla.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (Opintojakso)

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa erilaisia menetelmiä ratkaistessaan piirilaskutehtäviä piireissä, joissa on sekakytkentöjä. Opiskelija osaa soveltaa jännite- ja virtalähdemalleja todellisten sähkölähteiden kuvaamisessa. Opiskelija osaa soveltaa osoitinlaskentaa yksinkertaisissa vaihtosähköpiireissä sekä ymmärtää vaihtosähkötehon peruskäsitteet. Opiskelija osaa nimetä sähkötekniikan peruskomponenttien ominaisuuksia sekä käyttökohteita tasa- ja vaihtosähköpiireissä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (Opintojakso)

Edellisten lisäksi opiskelija soveltaa monipuolisesti erilaisia analyysimenetelmiä ratkaistessaan piirilaskutehtäviä. Opiskelija osaa soveltaa jännite- ja virtalähdemalleja todellisten sähkölähteiden kuvaamisessa. Opiskelija osaa ratkaista vaihtosähkölaitteen tehokomponentit, -kolmion sekä -kertoimen. Opiskelija osaa kuvailla monipuolisesti sähkötekniikan peruskomponenttien ominaisuuksia ja käyttökohteita sähköjärjestelmissä sekä ymmärtää pääkohdat komponenttien käyttäytymisestä vaihtosähköpiirin kuormana.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Alustava aikataulu: Opetus jakautuu viikoille 10 - 19. Tentti opintojakson lopussa. Aikataulu tarkentuu opintojakson kuluessa.
1. uusintatentti ja korotus kesäkuussa 2021, 2. uusintatentti elokuussa 2021 (tarkentuu myöhemmin).

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Yksi pakollinen tentti opintojakson lopussa, jonka läpipääsyraja 20% maksimikoepisteistä. Aktiivisuudesta kotitehtävien laskennassa sekä simulointitehtävien suorittamisessa myönnetään lisäpisteitä, jotka lasketaan läpipääsyrajan ylittäneen tenttipistemäärän päälle. Passiivisuudesta vähennetään vastaavasti pisteitä. Tarkemmat laskentaperusteet esitellään opintojakson alussa.

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Teoriaopetus, laskuharjoitukset ja tietokonesimulointeja.

Oppimateriaalit

Pertti Tarkka, Kari Määttänen, Lauri Hietalahti: Piirianalyysi 1, ISBN 951-37-3737-3 sekä muu luennoilla käsiteltävä materiaali.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Arvioitu opiskelijan ajankäyttö n. 130 h, josta opetusta n. 50 h.

Sisällön jaksotus

Tasasähköpiirit: peruskäsitteet, sähköverkon rakenneosat, Kirchhoffin lait, sarja- ja rinnankytkentä, sähköteho, Théveninin ja Nortonin vastinpiirit, superpositioteoreema, analyysimenetelmät. Vaihtosähköpiirit: peruskäsitteet, passiiviset peruskomponentit, vaihtosähkötehon laskennan perusteet.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Aiemmin hankitun osaamisen tunnustamisen hakeminen (HyväHOT-järjestelmä).

Lisätietoja opiskelijoille

Symbolinen laskin on suositeltava apuväline opintojaksolla läpi käytävien laskutehtävien helpottamiseksi. Opintojaksolla hyödynnetään piirisimulaattoria teoriaopintojen ja laskuharjoitusten tukena.

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

Suoritus ei täytä arvosanan tyydyttävä minimivaatimuksia.

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

Opiskelija tunnistaa sähkötekniikan peruskomponentit ja niiden perusominaisuudet, ja osaa ratkaista piirilaskutehtäviä yksinkertaisista rinnan- ja sarjakytkennöistä. Opiskelija tunnistaa vaihtosähkösignaalin perussuureet signaalien kuvaajista sekä osaa muodostaa aikatason yhtälöitä kuvaajien perusteella.

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

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa erilaisia menetelmiä ratkaistessaan piirilaskutehtäviä piireissä, joissa on sekakytkentöjä. Opiskelija osaa soveltaa jännite- ja virtalähdemalleja todellisten sähkölähteiden kuvaamisessa. Opiskelija ymmärtää vaihtosähkön peruskäsitteet sekä sen vaikutuksen peruskomponenteissa (jännite, virta ja teho). Opiskelija osaa nimetä sähkötekniikan peruskomponenttien ominaisuuksia sekä käyttökohteita tasa- ja vaihtosähköpiireissä.

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

Edellisten lisäksi opiskelija osaa soveltaa monipuolisesti erilaisia analyysimenetelmiä ratkaistessaan piirilaskutehtäviä. Opiskelija osaa soveltaa jännite- ja virtalähdemalleja todellisten sähkölähteiden kuvaamisessa. Opiskelija osaa ratkaista vaihtosähkölaitteen tehokomponentit, -kolmion sekä -kertoimen. Opiskelija hallitsee sähkötekniikan peruskomponenttien ominaisuudet ja käyttäytymisen tasa- ja vaihtosähköpiirien kuormana.