•   Electric Circuit Theory 2 5S00EV47-3007 30.08.2021-17.12.2021  5 cr  (21I231A) +-
    Learning outcomes of the course unit
    The student knows
    - concepts of AC power

    The student can
    - model circuits with inductively coupled windings
    - model circuit resonance situations and master analysis of passive basic filters
    - model circuit switching phenomena and understand their essential differences compared to steady-state circuit modeling
    Prerequisites and co-requisites
    Controlling the contents of DC and AC circuits.
    Course contents
    AC power: actual power, reactive power, apparent power, complex power.

    Circuit Modeling of Mutual Inductance: How Inductively Coupled Coils Are Considered in Circuit Analysis, Circuit Model of Ideal Transformer.

    Resonance in Circuits: What does resonance mean and how does it appear in electrical circuits. How to model resonance situations in electrical circuits.

    Passive Filter Connections: How low-pass, high-pass, band-pass, and band-pass filters are implemented with resistors, coils and capacitors. How these filter connections are modeled using the voltage gain transfer function.

    Switching phenomena: How to model switching phenomena and other transient situations in electrical circuits. Modeling coupling phenomena will inevitably lead to differential equations, which are solved in the course both in time and by Laplace transform.
    Assessment criteria
    Satisfactory

    Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia tehtäviä kaikista kurssin keskeisistä aihepiireistä. (not translated)

    Good

    Opiskelija osaa ratkaista soveltavia tehtäviä vaihtosähkön tehosta, keskinäisinduktanssista, resonanssista, suodatinpiireistä ja piirien kytkentätilanteista. Soveltavien tehtävien ratkaiseminen edellyttää laskentarutiinin lisäksi keskeisten aihepiirien vahvaa ymmärrystä. (not translated)

    Excellent

    Opiskelija ymmärtää syvällisesti vaihtosähkön tehon käsitteet ja taustalla vaikuttavan oletuksen sähkösuureiden sinimuotoisuudesta. Opiskelija osaa mallintaa keskinäisinduktansseja sisältäviä sähköpiirejä ja ymmärtää, miten virtojen ja käämintäsuuntien muutokset vaikuttavat sähköpiirin toimintaan. Opiskelija osaa ratkaista sähköpiirien resonanssitilanteet ja ymmärtää sarja- ja rinnakkaisresonanssin vaikutusten eroavaisuudet. Opiskelija osaa suunnitella erilaisia suodatinkytkentöjä ja ymmärtää jännitevahvistuksen käyttäytymisen taajuuden funktiona. Opiskelija ymmärtää piirien kytkentäilmiöiden taustat ja osaa ratkaista erilaisia piirien kytkentäilmiöitä sekä aikatasossa että Laplace-muunnoksen avulla. (not translated)

    Name of lecturer(s)

    Jarkko Lehtonen

    Recommended or required reading

    Oppimateriaalina toimivat Moodlessa jaettavat sähköiset materiaalit.

    Vaikka kurssin suorittamiseen ei tarvita Moodlen ulkopuolista materiaalia, aihepiiristä on kirjoitettu todennäköisesti satoja kirjoja. Yksi hyvä ja yleisesti korkeakouluissa käytetty vaihtoehto on Nilssonin ja Riedelin Electric Circuits. (not translated)

    Planned learning activities and teaching methods

    Koronan aiheuttaman poikkeustilan aikainen etäopetus Virtapiirien mallintamisen opintojaksolla perustuu pääasiassa opetusvideoihin. Kaikki materiaalit (teorialuennot ja laskuharjoitukset) ovat tarjolla videoiden muodossa, ja samat aineistot löytyvät myös pdf-tiedostoina. Tämän ratkaisun tavoitteena on tarjota opiskelijoille mahdollisuus aika- ja paikkariippumattomaan opiskeluun. Se tarjoaa vapautta, mutta samalla se lisää myös opiskelijan vastuuta omasta oppimisestaan. Video-opetuksen lisäksi järjestetään etä-live-tapahtumia, joissa kerrataan videoissa käsiteltyjä asioita.

    Päätös syyslukukauden 2021 etä- ja lähiopetuksen suhteesta tehdään lukukauden aluksi.

    Sähköpiirien ratkaisuperiaatteet, joita kurssilla käytetään, on rakennettu ns. kulmakivien menetelmän periaatteiden mukaisesti: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-319-50337-0_54 (not translated)

    Assessment methods and criteria

    Kurssin pääasiallisena tavoitteena on saavuttaa ymmärrys ja mallinnustaito tietyistä sähkötekniikan oleellisista ilmiöistä. Kurssin arvioinnissa pyritään pääosin testaamaan sitä, kuinka hyvin näiden ilmiöiden mallinnustaito on opittu. (not translated)

    Language of instruction

    Finnish

    Timing

    30.08.2021 - 17.12.2021

    Registration

    10.06.2021 - 01.09.2021

    Credits

    5 cr

    Group(s)

    21I231A

    Seats

    0 - 40

    Teacher(s)

    Aki Korpela

    Further information for students

    Korona-ajan etäopiskelun mahdollistamiseksi opintojakson kaikki materiaalit on tuotettu videoiden muotoon. Pääosa opiskelusta on siis mahdollista toteuttaa aika- ja paikkariippumattomasti. (not translated)

    Unit, in charge

    Electrical and Automation Engineering

    Degree programme(s)

    Degree Programme in Electrical Engineering

    Office

    TAMK Main Campus

    Evaluation scale

    0-5

    Completion alternatives

    Opintojaksolla järjestetään kaksi välikoetta, joista jälkimmäinen toimii samalla tenttinä. Ensimmäisen välikokeen aihepiirejä ovat vaihtosähkön teho (T1), keskinäisinduktanssi (T2) ja resonanssi (T3), ja toisen välikokeen aihepiirejä ovat suodinkytkennät (T4) ja kytkentäilmiöt (T5). (not translated)

    Exam schedule

    Välikoe- ja tenttipäivämäärät sovitaan opintojakson aikana. Uusintatenttejä järjestetään tarpeen mukaan. (not translated)

    Students use of time and load

    Normaalissa lähiopetuksessa opintojakson lähituntimäärä on noin 40. Kun oletetaan, että yksi opintopiste vastaa noin 27 tunnin työskentelyä, viiden opintopisteen opintojakson kokonaiskuorma on 135 tunnin luokkaa. Lähiopetuksen lisäksi kuorma on siis sadan tunnin luokkaa.

    Korona-ajan etäopetuksessa opintojaksolla on videoita tarjolla noin 30 tunnin edestä. Sen lisäksi opiskeluun on siis tarkoitus käyttää noin 100 tunnin verran aikaa. Käytännössä tämä koostuu pääosin laskuharjoitustehtävien tekemisestä, sillä merkittävin osa opintojakson insinööritaidosta on sähköpiirien analysointiosaamista. (not translated)

    Content periodicity

    Kurssilla on viisi keskeistä aihepiiriä: vaihtosähkön teho, keskinäisinduktanssi, resonanssi, suodattimet, ja piirien kytkentätilanteet, joista viimeisessä hyödynnetään myös Laplace-muunnosta. Kaikki viisi aihepiiriä ovat lähtökohtaisesti yhtä tärkeitä, ja kaikkien käsittelyyn käytetään likimain saman verran aikaa. (not translated)

    Assessment criteria
    Not approved

    Arvosana on hylätty, jos tyydyttävän arvosanan minimikriteerejä ei saavuteta. (not translated)

    Satisfactory

    Opiskelija osaa ratkaista yksinkertaisia tehtäviä kaikista kurssin keskeisistä aihepiireistä. (not translated)

    Good

    Opiskelija osaa ratkaista soveltavia tehtäviä vaihtosähkön tehosta, keskinäisinduktanssista, resonanssista, suodatinkytkennöistä ja piirien kytkentätilanteista. Soveltavien tehtävien ratkaiseminen edellyttää laskentarutiinin lisäksi keskeisten aihepiirien vahvaa ymmärrystä. (not translated)

    Excellent

    - Opiskelija osaa laskea vaihtosähkön tehon eri komponentit ja ymmärtää niiden luonnontieteelliset merkitykset.
    - Opiskelija osaa ottaa keskinäisinduktanssin huomioon piirilaskennassa, onpa kyse sitten muuntajasta tai muunlaisesta kytkennästä, jossa kahden tai useamman käämin välillä on induktiivinen kytkentä.
    - Opiskelija osaa selvittää kytkennän resonanssitaajuuden ja hahmottaa sen luonnontieteelliset syyt ja seuraukset.
    - Opiskelija osaa suunnitella erilaisia suodatinkytkentöjä ja ymmärtää jännitevahvistuksen käyttäytymisen taajuuden funktiona.
    - Opiskelija ymmärtää piirien kytkentäilmiöiden taustat, ja osaa ratkaista erilaisia piirien kytkentäilmiöitä sekä suorana differentiaaliyhtälön ratkaisuna että Laplace-muunnoksen avulla. (not translated)