Virtapiirit 2 (5op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Tällä opintojaksolla opiskelija syventää virtapiiriosaamistaan edeltävän "Virtapiirit 1"-opintojakson jälkeen. Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:

• Laskea ja analysoida yksi- ja kolmivaiheisia vaihtosähköpiirejä
• 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 suodatuspiirien toimintaperiaate.
Fourier-sarjojen perusteet.
Sähkötekniikan perusmittaukset.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Virtapiirit 1 tai vastaava osaaminen.

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 tunnistaa ilmiönä yliaaltojen ja loistehon vaikutuksen pienjänniteverkossa.

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 ymmärtää yliaaltojen ja loistehon vaikutuksen pienjänniteverkossa sekä osaa tulkita niihin liittyviä mittaustuloksia.

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 2.9.-13.11.2025.
Laboratoriotyöt 18.11.-11.12.2025.
Teoriakoe 12.12.2025.
1. uusintakoe ja korotus tammikuussa 2025.
2. uusintakoe maaliskuussa 2025.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan asteikolla 0-5. Arvosana pohjautuu teoriakokeen, laboratoriotyöselostusten ja harjoitus- ja simulointitehtävien arviointiin.
Opintojakson hyväksytty suoritus vaatii teoriakokeen suorittamisen hyväksytysti sekä kaikkien laboratoriotöiden suorittamisen hyväksytysti.
Hyväksytyn opintojaksosuorituksen arvosanaa on mahdollista korottaa aktiivisesta harjoitustehtävien tekemisestä myönnettävien lisäpisteiden avulla. Lisäpisteet ovat voimassa myös ensimmäisessä uusintakokeessa.

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Teoriaopetus, laboratoriotyöskentely, itsenäinen opiskelu, harjoitustehtävät, piirisimuloinnit sekä teoriakoe.

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 osallistumisesta teoriaopetukseen, laboratoriotyöskentelyyn sekä teoriakokeeseen 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: monivaihejärjestelmät, kolmivaiheverkon piirianalyysi, kolmivaiheteho ja sen mittaus, aaltomuotoanalyysi ja yliaallot. Kertausta (aikataulun salliessa) ja teoriakoe.
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.
Opintojakson tentti on pakollinen osasuoritus.
Laboratoriotöissä vaaditaan 100% läsnäolo.