Vaihtovirtapiirit (5op)

Osaamistavoitteet

Osaat soveltaa laskentamenetelmiä vaihtosähkötekniikan 1-vaiheisten ja 3-vaiheisten piirien laskentaan. Osaat vaihtosähköpiirien ilmiöitä kuten resonassipiirit ja kompensointi. Osaat tarkastella sähkötekniikan komponenteja, tarkastelu painottuu kelan ja kondensaattorin muodostamiin impedansseihin, sekä näiden käsittely osoitinsuureina. Osaat monimutkaisten piirien laskentaa ja käyttää peruslakeja ja niiden perusteella yhtälöiden muodostamiseen ja ratkaisemaan niitä laskentaohjelmilla.

Sisältö

- Sähkötekniikan peruskäsitteiden kertaus
- Kela ja kondensaattori vaihtojännitteellä
- Siniaalto ja vaihtojännitteen kehittäminen, vaihtojännitteen hetkellisarvot
- Vastus, kela ja kondensaattorin vaihtosähkötekniikassa ja kytkentäilmiöt
- Osoitinlaskenta
- Impedanssi ja vastuskolmio
- RCL-sarjakytkennä
- Loistehon kompensoinnin laskentateoria
- Vaihtosähkötekniikan tehonlaskenta ja tehokolmio
- Symmetrinen ja epäsymmetrinen 3~vaihepiiri ilmiöt ja laskenta
- Théveninin ja Nortonin teoreemat
- Muuntajan keskinäisinduktanssi
- Laskuharjoitukset
- GeoGebra ohjelman peruskäyttö vaihtosähkötekniikassa

Laboratoriossa
- Sähköpiirien komponenttien kytkentä ja kytkentäilmiöt, sekä mittaustulosten arviointi.
- Virtapiirin toiminta ja mittaukset oskilloskoopilla sekä funktiogeneraattorin käyttö.

SFS 6002 Sähkötyöturvallisuus koulutus
Hätäensiapukurssi

Esitietovaatimukset

Opintojaksolla ei ole edellytyksiä. Opintojakso sopii kaikille aiheesta kiinnostuneille.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Osaat sähkötekniikan terminologiaa, peruskomponentit (vastus, kela ja kondensaattori), sähköpiirien käsitteet, rinnan- ja sarjakytkennät, sähkötekniikan peruslait sekä peruslaskentatavat vaihtosähkötekniikassa. Osaat ratkaista rinnan- ja sarjakytkennän virtapiirien kysytyt sähköiset suureet. Osaat laskea yksivaiheisen virtapiirin halutut suureet, osaat kolmivaihejärjestelmän virta, jännite ja tehonlaskut osoitinsuureina. Tunnistat virta- ja jännitelähteet kytkennästä. Osaat laatia raportin mittaustuloksista, joka sisältää menetelmien, teorioiden ja tulosten esittelyn sekä yhteenvedon.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Osaat sähkötekniikan terminologiaa, peruskomponentit, sähköpiirien käsitteet, rinnan- ja sarjakytkennät, sähkötekniikan peruslait, peruslaskentatavat sekä peruslaskentatavat vaihtosähkötekniikassa. Osaat ratkaista impedanssien sekakytkennästä kysytyt sähköiset suureet yksi- ja kolmivaiheisilla piireillä. Osaat ratkaista halutut sähköiset suureet yksi- ja kolmivaihevirtapiiristä, joka sisältää virta ja jännitelähteitä, sekä osaat muodostaa näistä piireistä Theveninin ja Nortonin vastinkytkennät. Osaat käsitellä vektorisuureita ja muodostaa lasketuista tuloksista osoitinpiirroksia. Tunnistat mittalaitteiden vaikutukset mitattaviin sähköisiin suureisiin. Osaat laatia raportin mittaustuloksista, joka sisältää menetelmien, teorioiden ja tulosten esittelyn sekä yhteenvedon, mittausten simuloinnit ja teoreettiset laskelmat.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Osaat sähkötekniikan terminologiaa, peruskomponentit, sähköpiirien käsitteet, rinnan- ja sarjakytkennät, sähkötekniikan peruslait, peruslaskentatavat sekä peruslaskentatavat vaihtosähkötekniikassa. Osaat ratkaista impedanssien sekakytkennästä kysytyt sähköiset suureet yksi- ja kolmivaiheisilla piireillä. Osaat ratkaista halutut sähköiset suureet yksi- ja kolmivaihevirtapiiristä, joka sisältää virta ja jännitelähteitä, sekä osaat muodostaa näistä piireistä Theveninin ja Nortonin vastinkytkennät. Osaat käsitellä vektorisuureita ja muodostaa lasketuista tuloksista osoitinpiirroksia. Osaat soveltaa vastinkytkentöjen teorian käytäntöön ja osaat tehonmaksimisiirron sovellukset. Simulaattori- ja laskentaohjelmien käyttö on sujuvaa ja se tukee teoreettista kolmivaihesähkötekniikkaa. Osaat laatia raportin mittaustuloksista, joka sisältää menetelmien, teorian ja tulosten esittelyn sekä yhteenvedon, mittausten simuloinnit ja teoreettiset laskelmat. Yhteenvedossa analysoit ja arviot tulosten luotettavuutta suhteessa esitettyihin teorioihin.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Hyväksytty:
Opiskelija osoittaa riittävää osaamista seuraavilla osa-alueilla:
- Teoreettinen osaaminen (tentti) on vähintään tyydyttävällä tasolla.
- Harjoitustehtävät on suoritettu asianmukaisesti ja osoittavat ymmärrystä aiheesta.
- Käytännön osaaminen(laboratoriotyöt) vastaa osaamisvaatimuksia.
- Raportointi on selkeää, johdonmukaista ja sisältää tarvittavat tiedot.

Hylätty:
Opiskelijan osaaminen on puutteellista yhdellä tai useammalla seuraavista osa-alueista:
- Teoreettinen osaaminen ei täytä vähimmäisvaatimuksia.
- Harjoitustehtävien suoritus on puutteellinen tai virheellinen.
- Käytännön osaaminen(Laboratoriotöiden), ei vastaa osaamisvaatimuksia.
- Raportointi on puutteellista, epäselvää tai olennaisesti virheellistä.

Oppimateriaalit

Piirianalyysi : Osa 1, Tasa- ja vaihtovirtapiirien analyysi, Valtonen, Martti, Lehtovuori, Anu Piirianalyysi : Osa 2, Muutosilmiöt, systeemifunktiot ja siirtojohdot, Valtonen, Martti, Lehtovuori, Anu Piirianalyysi : 1, Pertti Tarkka, Kari Määttänen, Lauri Hietalahti Piirianalyysi : 2 Pertti Tarkka, Lauri Hietalahti Sähkötekniikka ja piiriteoria, Silvonen Kimmo Sähkötekniikka ja elektroniikka, Silvonen Kimmo