|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2014-2015
DEE-11000 Piirianalyysi, 4 op
|
Vastuuhenkilö
Aki Korpela, Risto Mikkonen
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritetut välikokeet tai tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää verkon passiivisten (vastus, kondensaattori ja käämi) ja aktiivisten (jännite- ja virtalähde) piirikomponenttien rakenteen ja niiden toimintaperiaatteet sekä pystyy kuvaamaan sähköisten perussuureiden taustalla olevat luonnonilmiöt. Hän osaa soveltaa ja kriittisesti verrata verkkolaskennassa käytettyjä yleisimpiä ratkaisumentelmiä sekä kykenee tulkitsemaan saatujen tulosten mielekkyyttä. Opiskelija kykenee hahmottamaan osoitinlaskennan ja piiriteorian välisen yhteyden sekä osaa kompleksilukulaskentaa hyväksikäyttäen ratkaista yksinkertaisia vaihtosähköpiirejä. Hän pystyy erottamaan ja selittämään vaihtosähkön eri tehosuureet ja osaa kertoa perusasiat passiivisista suodattimista, resonanssista sekä kytketyistä piireistä.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Sähköiset perussuureet: sähkövaraus, virta, sähkökenttä, potentiaali, jännite, energia ja teho. Suureiden fysikaalinen tausta ja niiden välinen yhteys. | Sähkötekniikan historiaa. | |
| 2. | Verkkojen rakenne: Passiivisten ja aktiivisten piirikomponenttien toiminta; jännitteen ja virran välinen yhteys. Verkkojen rakenne ja siihen liittyvä terminologia. | Lineaarisuuden käsite; yhteenlasku ja vakiolla kertominen. Käsitteen hyödyntäminen piiriteoriassa. | |
| 3. | Verkkojen ratkaisumenetelmät sekä Ohmin ja Kirchhoffin lait: Vastusten kytkennät, jännitteen ja virran jako. Kolmio-tähti-muunnos. Kerrostamismenetelmä. Silmukkavirta- ja solmupistemenetelmä. Theveninin ja Nortonin ekvivalentti. | Energialähteiden muunnokset. Ratkaisumenetelmän valinnan kriteerit. | |
| 4. | Vaihtosähköpiirien analyysi: Sinimuotoiset suureet, huippuarvo ja tehollisarvo. Yleistetty Ohmin laki. Osoitinlaskenta ja sen käyttö piirianalyysissä. Osoitinimpedanssi ja -admittanssi. | Hetkellisarvoihin pohjautuva analyysi. Laajennettu kompleksilukulaskenta. | Vaihtovirtageneraattorin pelkistetty rakenne. |
| 5. | Vaihtosähkön teho: Näennäisteho, pätöteho ja loisteho. Kompleksisen tehon hyödyntäminen. | Yltötehon käsite ja kuorman mitoittaminen. | |
| 6. | Kytketyt piirit: Keskinäisinduktanssin käsite ja merkitys sekä sen huomioiminen piiriä kuvaavissa yhtälöissä. Kytketyn piirin energia. | Lineaarinen ja ideaalinen muuntaja sekä muuntajan sijaiskytkentä. | Sähkön siirto ja jakelu. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Kurssin arvosana määräytyy tentin perusteella. Jotta kurssi on mahdollista läpäistä, opiskelijan on hallittava Ohmin ja Kirchhoffin lait ja osoitinlaskennan alkeet. Edelleen ydinaineksen hallinnassa ei saa olla merkittäviä puutteita. Korkeammat arvosanat (4 ja 5) edellyttävät opiskelijalta vankkaa ymmärrystä piirien toiminnasta sekä kykyä ratkaista hieman vaativimpiakin kytkentöjä myös täydentävän tietämyksen aihealueilta. Aktiivisella osallistumisella (ennakko- ja laskuharjoitustehtävien suorittaminen) voi korottaa hyväksytysti suoritettua tenttiarvosanaa.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
| Kirja | Electric Circuits, 7th Edition, Prentice Hall, 2005, luvut 1-6, 9-11, 14-15, 18 | James Nilsson & Susan Riedel | Kyllä | Englanti | |||
| Opintomoniste | Piirianalyysi | Risto Mikkonen, Aki Korpela | Kyllä | Suomi |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |