FYSP1040 Sähköopin perusteet (4 op)

Opinnon taso:
Perusopinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023, 2023-2024

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: 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

  • 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 978-0-13-394265-1. Harlow, Essex: Pearson Education, 2017.; ISBN: 978-0-13-394265-1

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Opetusajankohta:
Periodi 3
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Opetusajankohta:
Periodi 3
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 3

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (4 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:
  • Luennot, laatuaikaoppimiseen perustuen viikoittain keskustelut ja vuorovaikutteiset tilaisuudet pienryhmissä sisältäen ryhmässä ja itsenäisesti tehtäviä harjoitustehtäviä ja projektitöitä sekä ryhmä- ja itsearviointi kurssin lopuksi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisina ja ne arvostellaan.   

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (periodi 3) (4 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:
  • Itsenäisesti viikoittain tehtävät harjoitustehtävät ja oppimispäiväkirja sekä projektityöt ja itsearviointi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan. 

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (ajankohdasta riippumaton) (4 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu (kurssikirja, videot), erikseen sovittavat harjoitustehtävät ja suullinen kuulustelu. 

Opetus