Fys3 Sähkömagnetismi ja sovelluksetLaajuus (3 op)
Tunnus: TT00CD68
Laajuus
3 op
Opetuskieli
- suomi
- englanti
Vastuuhenkilö
- Tuomas Huopana, TTV, TIC, TSA, TAR
Osaamistavoitteet
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
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).
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.
Enrollment
01.11.2024 - 09.01.2025
Timing
03.03.2025 - 30.04.2025
Number of ECTS credits allocated
3 op
Mode of delivery
Face-to-face
Unit
School of Technology
Campus
Lutakko Campus
Teaching languages
- English
Seats
20 - 35
Degree programmes
- Bachelor's Degree Programme in Information and Communications Technology
Teachers
- Tuomas Huopana
Groups
-
TAR24S1Bachelor's Degree Programme in Automation and Robotics
Objective
After completing the course, you know the basic principles and concepts of electromagnetism and electromagnetic waves. You know the behavior of a conductor and a charged particle in an electric and magnetic field. You understand the importance of electromagnetic induction in generating electric current and the importance of electromagnetic wave propagation in terms of the operation of antennas and optical fibers.
You are able to recognize the physical phenomena discussed in the course and make hypotheses when modeling the phenomena. You know how to use physical models to solve physical problems.
EUR-ACE Knowledge and understanding
You know the physical basis of electromagnetism and electromagnetic waves. You understand the working principles of a DC motor, an electric generator, antennas and optical fiber.
Content
On completion of this course, you will have mastered the key principles and concepts of electromagnetism and electromagnetic waves. You will learn to understand how conductors and charged particles behave in electric and magnetic fields, and the role of electromagnetic induction in generating electric current. You will also gain an in-depth understanding of electromagnetic wave propagation and its role in the operation of antennas and optical fibres. The course will provide you with the skills to identify and model physical phenomena and apply physical models to problem solving.
Electric charge in an electric field
Voltage and energy in an electric field
Wire and current loop in a magnetic field
Electromagnetic induction
Self-induction and coil
Electromagnetic waves
Antennas
Optical fibers
Location and time
The course is implemented on 3rd March 2025 - 30th April 2025.
Oppimateriaali ja suositeltava kirjallisuus
The course material is provided by the teacher.
Literature in Finnish:
-Hautala & Peltonen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 1, Lahden Teho-Opetus Oy.
-Peltonen, Perkkiö & Vierinen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 2, Lahden Teho-Opetus Oy.
Literature in English:
-Knight, R. D. (2013). Physics for scientists and engineers: A strategic approach with modern physics (3rd ed., [international edition].). Boston: Pearson Education.
Teaching methods
The course covers lectures in the classroom and home exercises.
Employer connections
The content of the course aims to be working life connected.
Exam schedules
The course exam dates and deadlines for home exercises are announced in the first lecture. You are allowed to do the renewal exam two times during the semester.
Vaihtoehtoiset suoritustavat
The approval procedures are described in the degree regulations and the study guide. The teacher of the course provides additional information about possible alternative course completion procedures.
Student workload
One credit corresponds to a workload of 27 hours. In total, the course requires 81 hours of work.
Further information
The assessment is based on exam and points collected from calculation exercises. In contact teaching, the attendance requirement is 80 %. The exam will be held in the classroom only. There is no remote exam option with this implementation.
The student must participate in the first contact lesson or inform the course teacher about participating in the course during the first week of the course.
Evaluation scale
0-5
Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)
Sufficient (1)
In order to achieve at least a grade of 1 or a pass (H) mark, you have proven that you have completed yourself the test defined by the course lecturer. You can recognize phenomena in accordance with the subject areas of the course and the models used to describe them. You can solve simple problems related to the subject areas of the course. Your calculations contain some errors.
Satisfactory (2)
You understand the phenomena in accordance with the subject areas of the course and the models used to describe them. You can solve basic tasks with the help of a model. Your calculations contain some errors.
Arviointikriteerit, hyvä (3-4)
Good (3)
You understand the phenomena in accordance with the subject areas of the course and the models used to describe them. You can solve basic tasks and describe a physical problem and the progress of its solution. Your calculations contain some errors.
Very good (4)
You understand the phenomena in accordance with the subject areas of the course and the models used to describe them. You can solve challenging tasks. You know how to evaluate the hypotheses and applicability of the models you use to the situations under consideration. The calculations you perform are mostly correct.
Assessment criteria, excellent (5)
Excellent (5)
You understand the phenomena in accordance with the subject areas of the course and the models used to describe them. You can solve challenging tasks. You know how to evaluate the hypotheses and applicability of the models you use to the situations under consideration. You can apply what you have learned in new situations. The calculations you perform are completely correct or contain a few errors caused by slight negligence.
Qualifications
Basics of kinematics and dynamics (Force and motion course). It is recommended to take the Energy course at the same time or before completing this course. In addition, mastery of solving elementary functions and equations is required (Equations and Functions courses).