Fys3 Sähkömagnetismi ja sovellukset (3 op)

Arviointiasteikko

0-5

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat sähkömagnetismin ja sähkömagneettisten aaltojen perusperiaatteita ja käsitteitä. Tunnet johtimen ja varatun hiukkasen käyttäytymistä sähkö- ja magneettikentässä. Ymmärrät sähkömagneettisen induktion merkityksen sähkövirran tuottamisessa sekä sähkömagneettisen aallon etenemisen merkityksen antennien ja optisten kuitujen toiminnan kannalta.

Pystyt tunnistamaan kurssilla käsitellyt fysikaaliset ilmiöt ja osaat tehdä oletuksia ilmiöiden mallintamisessa. Osaat käyttää fysikaalisia malleja fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa.

EUR-ACE Tieto ja ymmärrys
Tiedät sähkömagnetismin ja sähkömagneettisten aaltojen fysikaaliset perusteet. Ymmärrät tasavirtamoottorin, sähkögeneraattorin, antennien ja optisen kuidun toimintaperiaatteet.

Sisältö

Tämän opintojakson suoritettuasi hallitset sähkömagnetismin ja sähkömagneettisten aaltojen keskeiset periaatteet ja käsitteet. Opit ymmärtämään, miten johtimet ja varatut hiukkaset käyttäytyvät sähkö- ja magneettikentissä, sekä sähkömagneettisen induktion roolin sähkövirran tuottamisessa. Lisäksi saat syvällisen käsityksen sähkömagneettisten aaltojen etenemisestä ja sen merkityksestä antennien ja optisten kuitujen toiminnassa. Kurssi tarjoaa sinulle valmiudet tunnistaa ja mallintaa fysikaalisia ilmiöitä sekä soveltaa fysikaalisia malleja ongelmanratkaisussa.

Sähkövaraus sähkökentässä
Jännite ja energia sähkökentässä
Johdin ja virtasilmukka magneettikentässä
Sähkömagneettinen induktio
Itseinduktio ja kela
Sähkömagneettiset aallot
Antennit
Optiset kuidut

Aika ja paikka

Opintojakso toteutetaan 3.3.2025 - 30.4.2025.

Oppimateriaalit

Luentomoniste ja harjoitustehtävät.

Ensisijainen kirjallisuus:
Hautala & Peltonen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 1, Lahden Teho-Opetus Oy.
Peltonen, Perkkiö & Vierinen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 2, Lahden Teho-Opetus Oy.

Vaihtoehtoisesti:
Inkinen, Manninen & Tuohi: Momentti Insinöörifysiikka 2, Otava.

Opetusmenetelmät

Kontaktitunnit, itsenäinen työskentely ja verkkotyöskentely.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Kurssin sisältö pyritään kytkemään työelämässä esiintyviin ongelmiin.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Kurssin tenttikäytänteet ilmoitetaan kurssin ensimmäisellä tapaamiskerralla.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Hyväksilukemisen menettelytavat kuvataan tutkintosäännössä ja opinto-oppaassa. Opintojakson opettaja antaa lisätietoa mahdollisista opintojakson erityiskäytänteistä.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Yhden opintopisteen työmäärä vastaa 27 tunnin opiskelutyötä. Yhteensä opiskelutyömäärä (3 op.) kurssilla on 81 tuntia.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Välttävä (1)
Vähintään arvosanan 1 tai hyväksytty (H) merkinnän saavuttamiseksi olet osoittanut itse suorittaneesi kurssin opettajan määrittelemän kokeen. Osaat tunnistaa opintojakson aihealueiden mukaisia ilmiöitä ja niiden kuvailuun käytettäviä malleja. Pystyt ratkaisemaan yksinkertaisia opintojakson aihealueisiin liittyviä ongelmia. Tekemäsi laskut sisältävät joitakin virheitä.

Tyydyttävä (2)
Ymmärrät opintojakson aihealueiden mukaisia ilmiöitä ja niiden kuvailuun käytettäviä malleja. Pystyt ratkaisemaan perustehtäviä mallin avulla. Tekemäsi laskut sisältävät joitakin virheitä.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Hyvä (3)
Ymmärrät opintojakson aihealueiden mukaisia ilmiöitä ja niiden kuvailuun käytettäviä malleja. Pystyt ratkaisemaan perustehtäviä sekä kuvailemaan fysikaalista ongelmaa ja sen ratkaisun etenemistä. Tekemäsi laskut sisältävät joitakin virheitä.

Kiitettävä (4)
Ymmärrät opintojakson aihealueiden mukaisia ilmiöitä ja niiden kuvailuun käytettäviä malleja. Pystyt ratkaisemaan haastavia tehtäviä. Osaat arvioida käyttämiesi mallien oletuksia ja soveltuvuutta tarkasteltaviin tilanteisiin. Tekemäsi laskut ovat pääosin oikein.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Erinomainen (5)
Ymmärrät opintojakson aihealueiden mukaisia ilmiöitä ja niiden kuvailuun käytettäviä malleja. Pystyt ratkaisemaan haastavia tehtäviä. Osaat arvioida käyttämiesi mallien oletuksia ja soveltuvuutta tarkasteltaviin tilanteisiin. Osaat soveltaa oppimaasi uusissa tilanteissa. Tekemäsi laskut ovat täysin oikein tai sisältävät muutamia huolimattomuusvirheitä.

Esitietovaatimukset

Kinematiikan ja dynamiikan perusteet (Voima ja liike - kurssi). Suosituksena on käydä Energia – kurssi samaan aikaan tai ennen tämän kurssin suorittamista. Lisäksi edellytetään alkeisfunktioiden ja yhtälöiden ratkaisun hallintaa (Yhtälöt ja Funktiot - kurssit).

Lisätiedot

Opintojakso arvioidaan kokeen ja laskuharjoituksista kerättävien pisteiden perusteella. Kontaktiopetuksessa läsnäolovelvoite on 80 %. Koe järjestetään pelkästään luokkatilassa. Etäkoemahdollisuutta tällä toteutuksella ei ole.

Opiskelijan tulee osallistua ensimmäiselle kontaktikerralle tai ilmoittaa kurssin opettajalle kurssille osallistumisesta ensimmäisen kurssiviikon aikana.