FYSP1040 Sähköopin perusteet (4 op)
Kuvaus
Varausmalli ja sähköinen vuorovaikutus
Johteet ja eristeet
Sähkökenttä, sähkökentän vuo ja Gaussin laki
Sähköstaattinen potentiaali
Kapasitanssi ja kondensaattorit sekä sähkökentän energia
Sähkövirta, vastus, sähkömotorinen voima ja virran teho
Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait.
Matemaattisia ja numeerisia sisältöjä: vektorialgebra, pintaintegraali, tasapotentiaalipintojen ja sähkökenttien numeerinen visualisointi.
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa
kuvata varausmallin ja selittää sen avulla yksinkertaiset sähköiseen vuorovaikutukseen liittyvät kokeelliset havainnot
selittää sekä kappaleiden välisen sähköisen voiman syntymekanismin (sekä johteissa että eristeissä) että varausten luoman sähkökentän ja sähköisen potentiaalin yhteyden sähköiseen voimaan ja järjestelmän energiatasapainoon
selittää vuon käsitteen sekä soveltaa erilaisia symmetrioita ja Gaussin lakia sähköisten ongelmien ratkaisemiseksi
selittää kondensaattorien kapasitanssin ja väliaineen vaikutuksen siihen ja muistaa, että sähkökentän energiaa voidaan varastoida kondensaattoriin
määritellä tasavirtapiirien peruskäsitteet kuten sähkövirta, sähkömotorinen voima ja virran teho
selittää Kirchhoffin lakien fysikaalisen perustelun sekä soveltaa Ohmin ja Kirchhoffin lakeja yksinkertaisissa tasavirtapiireissä
tulkita suoraviivaista, kommentoitua tietokoneohjelmaa ja muokata sitä annetun ongelman perusteella
toimia rakentavasti ryhmän jäsenenä ja arvioida omaa ja ryhmän työskentelyä.
Esitietojen kuvaus
FYSP1010 Mekaniikan perusteet ja FYSP1020 Värähtelyt ja termodynamiikka tai vastaavat opinnot.
Oppimateriaalit
Verkkomateriaali, Opi fysiikkaa -kanavan opetusvideot
Kirjallisuus
- Randall D. Knight. Physics for Scientists and Engineers - A Strategic Approach with Modern Physics. ISBN 13: 978-1-292-43822-1. Harlow, Essex: Pearson Education, 2023.
Suoritustavat
Tapa 1
Tapa 2
Tapa 3
Osallistuminen opetukseen (4 op)
Opetus
9.1.–18.2.2025 Pienryhmäopetus
Itsenäinen työskentely (periodi 3) (4 op)
Itsenäisesti viikoittain tehtävät harjoitustehtävät ja oppimispäiväkirja sekä projektityöt ja itsearviointi.
Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan.
Opetus
9.1.–18.2.2025 Itsenäinen projekti
Itsenäinen työskentely (ajankohdasta riippumaton) (4 op)
Itsenäinen opiskelu (kurssikirja, videot), erikseen sovittavat harjoitustehtävät ja suullinen kuulustelu.