Teoreettinen sähkötekniikkaLaajuus (5 op)

Osaamistavoitteet

Kurssin suoritettuaan opiskelija tuntee sähköopin peruslait ja osaa soveltaa niitä yksinkertaisten tasavirtapiirien ja jatkuvuustilassa olevien vaihtosähköpiirien toiminnan analysoimiseen.

Sisältö

1. Sähkötekniikan perussuureet ja yksiköt.
2. Ohmin laki ja Kirchhoffin lait. Sähköteho.
3. Virtapiirin osat. Vastukset, jännitelähteet ja virtalähteet.
4. Sarjaan- ja rinnankytkentä.
5. Théveninin ja Nortonin teoreemat.
6. Lähdemuunnokset.
7. Ohjatut lähteet.
8. Jännitteenjako- ja virranjakosäännöt.
9. Solmujännitemenetelmä ja kerrostamismenetelmä.
10. Sinimuotoinen vaihtojännite ja -virta.
11. Kela ja kondensaattori.
12. Jatkuvuustilassa olevien lineaaristen piirien analysointi osoitinlaskennalla.
13. Vaihtosähköteho.
14. Loistehokompensointi ja tehosovitus.
15. Symmetrinen kolmivaihejärjestelmä.
16. Siirtofunktiot.

Esitietovaatimukset

Peruskoulun algebra: lausekkeiden ja yhtälöiden manipulointi ja yhtälöparien ja –ryhmien ratkaiseminen. Kompleksilukujen peruslaskutoimitusten hallinnasta on hyötyä.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

1. Opiskelija tuntee sähkötekniikan perussuureet ja –yksiköt.
2. Opiskelija osaa soveltaa Kirchhoffin ja Ohmin lakeja erittäin yksinkertaisten virtapiirien toiminnan analysoimiseen.
3. Opiskelija hahmottaa sarjaan- ja rinnankytkennän eron.
4. Opiskelija ymmärtää sinimuotoisen vaihtosähkön käsitteen ja peruskäyttäytymisen eri komponenteissa.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

1. Opiskelija osaa analysoida usean solmun kokoisia virtapiirejä solmujännite- ja kerrostamismenetelmällä.
2. Opiskelija osaa käyttää lähdemuunnoksia ja Théveninin ja Nortonin teoreemaa piirin yksinkertaistamiseen.
3. Opiskelija osaa analysoida virtapiirejä joissa on ohjattuja lähteitä.
4. Opiskelija osaa soveltaa osoitinlaskentaa virtapiirien analysoinnissa.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

1. Opiskelija muistaa lähes koko kurssin sisällön ja osaa soveltaa sitä piirin toiminnan analysoimiseen niin, että hän pystyy jo vilkaisemalla virtapiiriä hahmottamaan, miten jonkin komponentin poistaminen, lisääminen tai arvon muuttaminen vaikuttaa piirin toimintaan.
2. Opiskelija ymmärtää syvällisellä tasolla eri analyysimenetelmien rajoitukset.
3. Opiskelija ymmärtää osoitinlaskennan matemaattisen perustan ja osaa soveltaa sitä monimutkaistenkin piirien analysoimiseen.
4. Opiskelija ymmärtää tehosovituksen ja loistehokompensoinnin merkityksen käytännön sovelluksissa.