Opinto-opas 2012-2013
Jatko

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2012-2013

SMG-4250 Suprajohtavuus sähköverkossa, 5 op
Superconductivity in electric power network

Lisätiedot

Soveltuu jatko-opinnoiksi

Vastuuhenkilö

Risto Mikkonen

Opetus

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Toteutuskerrat Luentoajat ja -paikat
Luennot

 

 
 24 h/per

 

 
SMG-4250 2012-01 Maanantai 12 - 14, SC105B
Torstai 12 - 14, SC105B

Suoritusvaatimukset

Hyväksytysti suoritettu tentti. Hyväksytty harjoitustyö
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat

-

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa suprajohtavuusilmiön ominaisuudet sekä siihen vaaditut ehdot. Hän pystyy luokittelemaan suprajohtavat materiaalit toimintalämpötilan mukaan sekä vertaamaan materiaaleja toisiinsa niiden sähkömagneettisen käyttäytymisen näkökulmasta. Opiskelija osaa luokitella tekijät, jotka ovat kriittisiä suunniteltaessa suprajohtavuutta hyödyntäviä magneettijärjestelmiä. Hän osaa selittää kryogeniikan keskeiset tekijät ja suhteuttaa nämä magneettisuunnitteluun. Opiskelija osaa kategorisoida suprajohtavuuden eri sovellusalueet, erityisesti hän osa luokitella erityyppiset energiasovellutukset ja verrata suprajohtavuuden mukanaan tuomia etuja ja haittoja sekä verrata teknologiaa konventionaalisiin ratkaisuihin nähden.

Sisältö

Sisältö Ydinaines Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Suprajohtavuuden tausta ja teoria: Matalan ja korkean lämpötilan suprajohteet ja niiden sähkömagneettinen luonne.  Kaupallisten suprajohteiden val-mistusteknologia ja toimintapa-rametrit.  Suprajohtavuuden historia. Suprajohteiden keskeiset valmistajat. 
2. Suprajohtavan magneetin suunnitteluperusteet: Käämityksen stabiilisuustarkastelut, käytetyimmät käämigeometriat, voimavaikutukset ja mekaaniset tarkastelut. Kenttäprofiili.  Käämintätekniikka, kuparikäämityksen ja suprajohtavan käämin erot.  Esimerkkejä suurista käämigeometrioista. Big Science –hankkeet, CERN ja ITER. 
3. Kryogeniikan perusteet: Kryogeeniset nesteet ja niiden ominaisuudet. Kryostaatin suunnitteluperusteet. Taloudelliset näkökulmat.  Kryogeniikan muut sovellusalueet. Eri jäähdytysmenetelmät.  Kryogeniikan historia. 
4. Suprajohtavan magneetin häviöt: AC-häviöiden luokittelu ja niiden merkitys energiasovellutuksissa. Järjestelmän staattisten häviöiden analysointi.  AC-häviöiden minimoiminen johdinkonfiguraation kautta.   
5. Transitio normaalitilaan: Käämityksen termodynaaminen analyysi ja keskeisten parametrien (lämpötila, jännite) määrittäminen.  Suprajohtavan magneetin eri suojausmenetelmät.   
6. Suprajohtavuuden energiasovellutukset: Sähkömagneettinen energiavarasto, moottorit ja generaattorit, muuntaja, virranrajoitin, kaapeli, vauhtipyörä.  Suprajohtavuus muilla aloilla – lääketiede, prosessitekniikka, liikenne, elektroniikka, fuusio.  Oman tutkimustoiminnan integrointi, kansainväliset hankkeet. 

Opintojakson arvostelu

Opintojakson suoritusvaatimuksena on hyväksytysti suoritettu tentti ja hyväksytty harjoitustyö. Hyväksytty tenttisuoritus edellyttää ydinaineksessa esitetyn suprajohtavuusteknologian hallinnan yleisellä tasolla – eri suprajohtavien materiaalien sähkömagneettiset ominaisuudet ja magneettisuunnittelun lähtökohdat. Edelleen opiskelijan tulee tunnistaa teknologian eri sovellusalueet ja minkälaisia haasteita suprajohtavuus näissä sovelluksissa tarkoittaa. Korkeammat arvosanat edellyttävät magneettiteknologiaan liittyvää mallintamista ja matemaattista analyysiä sekä täydentävän ja erityistietämyksen aihepiirien hallintaa.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
Kirja   Case Studies in Superconducting Magnets   Yukikazy Iwasa   0-306-44881-5          Englanti  
Opintomoniste   Suprajohtavuus sähköverkossa   Risto Mikkonen            Suomi  

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
SMG-4250 Suprajohtavuus sähköverkossa, 5 op DEE-54010 Suprajohtavuus sähköverkossa, 5 op  
SMG-4250 Suprajohtavuus sähköverkossa, 5 op 7901580 Suprajohtavuus sähköverkossa, 3 ov  

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

Toteutus Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
SMG-4250 2012-01        

Viimeksi muokattu27.02.2012