Kurssiesite

OSAAMISTAVOITTEET

1. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
2. laskea varausjakauman aiheuttaman sähkökentän ja potentiaalieron yksinkertaisissa geometrioissa,
3. laskea sähkövirran aiheuttaman magneettikentän ja varattuun hiukkaseen tai virtajohtimeen kohdistuvan voiman magneettikentässä,
4. määrittää induktiojännitteen sekä indusoituneen sähkökentän,
5. määrittää virrat, jännitteet ja tehot vaihtovirtapiireissä,
6. tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn aaltoliikkeenä eteneviksi sähkö- ja magneettikentiksi.

Laajuus: 5

Aikataulu: 11.01.2022 - 23.02.2022

Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Ville Havu, Jani Sainio

Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):

Yhteydenotot sähköpostitse: etunimi.sukunimi@aalto.fi

Kurssin CEFR-taso (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Opetuskieli ja suorituskielet (koskee tätä kurssikertaa):

Teaching language: Finnish. Languages of study attainment: Finnish

SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS

Sisältö

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Aina välttämätön aines: Tietäminen: ­Sähkökentän ja magneettikentän vektoriluonne, vuointegraalin ja viivaintegraalin käsitteet; Gaussin laki; Potentiaaliero; Sähkökentän energia; Kapasitanssi; Eristeet ja permittiivisyys; Magneettinen voima ja Amperen laki; Faradayn induktiolaki, Lenzin laki ja induktanssi; Värähtelypiirit, pakkovärähtelijä, vaihe-ero ja resonanssi; Maxwellin yhtälöt, sähkömagneettinen aaltoliike ja intensiteetti. Soveltaminen: Symmetrisen varausjakauman sähkökenttä Gaussin lain avulla, potentiaaliero sähkökentän avulla; Magneettikenttä Ampèren lain avulla, virtajohtimeen tai varaukseen kohdistuva voima(vektori) magneettikentässä; Johdinsilmukkaan indusoitunut jännite; Virta ja jännite kondensaattorille ja kelalle tasa- ja vaihtovirtapiirissä, resonanssitaajuus; Sähkö- ja magneettikentän lausekkeet sähkömagneettiselle aallolle. Tarpeellinen ja täydentävä aines: Tietäminen: Superpositioperiaate sähkökentälle, potentiaalille ja magneettikentälle; Sähkökentän ja magneettikentän energiatiheys; Sähkökenttä ja varauksen jakautuminen johteessa, tasapotentiaalipinnat; Biot-Savartin laki ja liikkuva varaus magneettikentän aiheuttajana; Indusoitunut sähkökenttä; Aikavakio ja tehokerroin; Kenttämuutosvirta; Sähkömagneettisen aaltoyhtälön johtaminen; Poyntingin vektori; Säteilypaine. Soveltaminen: Jatkuvan varausjakauman sähkökenttä, sähkökenttä potentiaalin avulla; Magneettikenttä käyttäen Biot-Savartin lakia; Hetkellinen virta RC-ja RL-piirissä, teho vaihtovirtapiirissä.

Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Luennot, harjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.

• koskee tätä kurssikertaa

  Kevään 2022 kurssin suorittaminen koostuu viidestä osiosta:

  • Tentti, josta voi saada enintään 30 pistettä
  • Laskuharjoitukset, joista voi saada enintään 30 pistettä
  • Luentojen esitehtävät, joista voi saada enintään 10 pistettä
  • Viikottaiset kertaustehtävät, josta voi saada enintään 10 pistettä
    
  • Laboratoriotyöt, jotka on suoritettava hyväksytysti ja joista voi saada enintään 20 pistettä

  Maksimipistemäärä on siis 100 pistettä. Lopulliset pisteet lasketaan siten, että laskuharjoitusten, luentojen esitehtävien ja kertaustehtävien yhteispisteet ovat korkeintaan neljä kertaa tentistä saadut pisteet. Matemaattisesti siis, kun
  T = tenttipisteet
  LE = luentojen esitehtävät
  LH = laskuharjoituspisteet
  VK = viikottaisten kertaustehtävien pisteet
  LB = laboratoriopisteet 
  niin lopulliset pisteet ovat

  P = T + min(4·T, LE+LH+VK) + LB

  Osasuoritukset ovat voimassa siihen asti, kun kurssi järjestetään seuraavan kerran. Kevään 2022 suoritukset ovat voimassa vuoden 2022 loppuun poislukien laboratoriotyöt jotka ovat voimassa vielä kevään 2023 kurssilla eli jakson III/2023 loppuun.

  
  

Työmäärä toteutustavoittain

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Kontaktiopetus 52 h, itsenäinen työskentely 80 h.

PERUSTIETOJA

Oppimateriaali

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall.

Korvaavuudet

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Korvaavuudet

Esitiedot

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Esitiedot

LISÄTIETOJA

Lisätietoja

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Sisältyy ENG-koulun perusopintoihin, tarkoitettu pääaineelle KJR.

  Opetusperiodi:

  2020-2021 Kevät III

  2021-2022 Kevät III

  Kurssin kotisivu: https://mycourses.aalto.fi/course/search.php?search=PHYS-A3131

  Ilmoittautuminen: Lukuvuonna 2021-2022 opetukseen ilmoittaudutaan WebOodin sijaan Sisussa (sisu.aalto.fi).

Opintojakson kuvaus