Opinto-opas

Tavoitteet (OJ)

Opiskelija osaa
- sähkövirtapiirien keskeiset käsitteet ja ymmärtää niiden alkuperän
- käyttää piirikomponenttien virta-jännite-yhtälöitä sähköpiirien analysoinnissa ja ymmärtää peruskomponenttien toimintaperiaatteet
- analysoida sähkövirtapiirejä järjestelmällisesti

Analysointitaidon lisäksi opiskelijalla on vahva käsitys siitä, että mikä tahansa sähköpiiri voidaan ratkaista järjestelmällisesti Kirchhoffin jännitelain, Kirchhoffin virtalain ja komponenttien virta-jännite-yhtälöiden avulla, ja että erilaisten piirinratkaisumenetelmien pääasiallinen tavoite on vain vähentää analysointiin tarvittavaa työmäärää.

Sisältö (OJ)

Tasasähköpiirit: vastusten kytkentävaihtoehdot, piirien analysoinnin periaatteet, erilaisten ratkaisumenetelmien rakentuminen Kirchhoffin laeista.

Vaihtosähköpiirit: kompleksilukujen hyödyntäminen vaihtosähkösuureiden kuvauksessa (osoitinlaskenta), impedanssin käsite, laskentamenetelmien kertaus osoitinlaskentaa hyödyntäen.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (OJ)

Opiskelija osaa analysoida yksinkertaisia tasa- ja vaihtosähköpiirejä.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (OJ)

Opiskelija ymmärtää tasa- ja vaihtosähköpiirien toiminnalliset eroavaisuudet. Lisäksi opiskelijalla on niin vahva rutiini sähköpiirien analysointiin, ettei tehtävän monimutkaistuminen oleellisesti hankaloita tehtävän ratkaisemista, vaan se ainoastaan kasvattaa työmäärää. Opiskelijalle on myös kehittynyt vahva piirinlukutaito, jota tarvitaan esimerkiksi monimutkaisten piirien yksinkertaistamisessa. Vaihtosähkön tehon laskenta on sujuvaa.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (OJ)

Opiskelija tuntee piirien analysoinnin taustat niin hyvin, että hän ymmärtää eri ratkaisumenetelmien olevan vain samojen sääntöjen soveltamista eri tavoin. Tämän seurauksena opiskelija osaa ratkaista minkä tahansa piirin millä tahansa menetelmällä ja tiedostaa, että menetelmien välinen ero on lopulta vain työmäärässä. Vahvan ymmärryksen seurauksena vaihtosähköpiirien analysointi ei ole oleellisesti tasasähköpiirejä vaikeampaa.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Opintojaksosta pidetään kaksi välikoetta, joiden ajankohdat ilmoitetaan myöhemmin. Kurssi on mahdollista suorittaa myös yhdellä tentillä, joka järjestetään toisen välikokeen kanssa samaan aikaan tarvittaessa. Kaksi uusintatenttiä järjestetään TT-yksikön virallisina uusintakoepäivinä tammi- ja helmikuussa.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakson kokonaissuorituksen arviointi perustuu menestymiseen välikokeissa tai tentissä.

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus, opetuskeskustelu, itsenäinen työskentely, ryhmätyöskentely, harjoitustehtävät, välikokeet/tentit.

Oppimateriaalit

Kurssin eteneminen perstuu seuraaviin oppikirjoihin: Piirianalyysi 1 ja Piirianalyysi 2 (Pertti Tarkka, Lauri Hietalahti / Edita)

Näiden lisäksi käytetään sähköistä oppimateriaalia ja verkossa vapaasti käytössä olevaa muuta materiaali.

Vahva laskinsuositus: TI-Nspire

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan kokonaisajankäyttö opintojaksolle on n. 135 h, josta lähiopetuksen osuus on n. 56 h.

Sisällön jaksotus

Opintojakson sisältö koostuu seuraavista aihepiireistä:

- Tasasähköpiirien käsitteet, rakenne ja komponentit
- Suureet, kuten virta, jännite, teho ja energia
- Tasasähköpiirien laskenta- ja analysointimenetelmät
- Vaihtosähköpiireihin liittyvät käsitteet ja komponentit
- Vaihtosähköpiirien käsittely eri laskentamenetelmillä
- Vaihtosähköpiirin toiminnan analysointi
- Vaihtosähkön teho ja energia

Opintojakso järjestetään rinnakkain Sähkötekniikan perusteet opintojakson kanssa, ja opintojaksojen sisällöt pyritään syknronoimaan etenemään samantahtisesti aihepiireittän.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Opintojakson sisältö antaa valmiudet syventää sähkötekniikan käsitteiden, suureiden ja niiden välisten laskennallisten riippuvuussuhteiden osaamista. Opintojen aikaisissa harjoitteluissa tasa- ja vaihtosähköpiirien laskennallinen osaaminen antaa valmiudet ymmärtää käytännön ratkaisuissa tehtäviä valintoja ja perusteluja niille.

Lisätietoja opiskelijoille

Lisätietoja annetaan opintojakson aikana lähiopetuskerroilla, sekä sähköisesti.
Yhteydet muihin opintojaksoihin:
- yhtälöiden muodostaminen ja niiden ratkaisu (Geometria ja vektorilaskenta)
- kompleksiset suureet, osoittimet ja osoitinlaskenta (Geometria ja vektorilaskenta)
- lineaaristen yhtälöryhmien matriisimuotoinen ratkaisu (Funktiot ja matriisit)
- resistiivisyyden lämpötilariippuvuus (Lämpö- ja virtausoppi)
- tasa- ja vaihtosähkötekniikan käsitteellinen osaaminen, mittalaitteet ja mittausten suorittaminen (Sähkötekniikan perusteet)

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

Opiskelija ei osoita osaavansa analysoida yksinkertaisia tasa- ja vaihtosähköpiirejä.

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

Opiskelija osaa analysoida yksinkertaisia tasa- ja vaihtosähköpiirejä.

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

Opiskelija ymmärtää tasa- ja vaihtosähköpiirien toiminnalliset eroavaisuudet. Lisäksi opiskelijalla on niin vahva rutiini sähköpiirien analysointiin, ettei tehtävän monimutkaistuminen oleellisesti hankaloita tehtävän ratkaisemista, vaan se ainoastaan kasvattaa työmäärää. Opiskelijalle on myös kehittynyt vahva piirinlukutaito, jota tarvitaan esimerkiksi monimutkaisten piirien yksinkertaistamisessa. Vaihtosähkön tehon laskenta on sujuvaa.

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

Opiskelija tuntee piirien analysoinnin taustat niin hyvin, että hän ymmärtää eri ratkaisumenetelmien olevan vain samojen sääntöjen soveltamista eri tavoin. Tämän seurauksena opiskelija osaa ratkaista minkä tahansa piirin millä tahansa menetelmällä ja tiedostaa, että menetelmien välinen ero on lopulta vain työmäärässä. Vahvan ymmärryksen seurauksena vaihtosähköpiirien analysointi ei ole oleellisesti tasasähköpiirejä vaikeampaa.