Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi kerrallaan ja esimerkiksi osaamistavoitteet, arviontimenetelmät ja keskeinen sisältö pysyvät pääsääntöisesti samana. Kullakin toteutuskerralla voidaan kuitenkin kurssiesitteen avulla tarkentaa ja muuttaa kurssin toteutustapaa, kuten kontaktiopetuksen järjestämistapaa, arviointimenetelmien painotusta tai materiaaleja.

OSAAMISTAVOITTEET

Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa

  1. 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: 09.01.2024 - 21.02.2024

Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Petri Salo, Jani Sainio

Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):

Kurssin CEFR-taso (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Opetuskieli ja suorituskielet (koskee tätä kurssikertaa):

Teaching language: Finnish. Languages of study attainment: Finnish, Swedish

SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS

Sisältö
  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Aina välttämätön aines:

    Tietäminen: Sähkökentän ja magneettikentän vektoriluonne, vuointegraalin ja viivaintegraalin käsitteet; Gaussin laki; Potentiaaliero; Sähkö- ja magneettikentän 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 Amperen lain avulla, virtajohtimeen tai varaukseen kohdistuva voima(vektori) magneettikentässä; Johdinsilmukkaan indusoitunut jännite; Virta ja jännite kondensaattorille ja kelalle tasa- ja vaihtovirtapiirissä, resonanssitaajuus; Sähkö- ja magneettikenttien lausekkeet sähkömagneettiselle aallolle.

    Tarpeellinen ja täydentävä aines:

    Tietäminen: Superpositioperiaate sähkö- 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, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.

  • koskee tätä kurssikertaa



    Kurssin suorittaminen koostuu neljästä osasuorituksesta:

    • Luentojen esitehtävät (LE, max 10 p).
    • Laskuharjoitukset (LH, max 30 p).
    • Laboratoriotyöt (LB, max 20 p).
    • Tentti (T, max 40 p).


    Lopulliset pisteet saadaan laskemalla kaikki osasuorituspisteet yhteen (TOT=LE+LH+LB+T) ja pyöristämällä kahden numeron tarkkuuteen. Suurin mahdollinen pistemäärä on 100 p. Tenttiin tulee osallistua ja laboratoriotyöt tulee olla suoritetut kurssin läpäisemiseksi.

    LE- ja LH-pisteet ovat voimassa vuoden 2024 loppuun, mutta LB-pisteet ovat voimassa vuoden 2025 helmikuun loppuun. Kurssin arvostelu tulee arviointikirjaan.

    HUOM. Vaikka vain laboratoriotyöt ja tentti ovat pakollisia, niiden pisteet yksistään tuskin riittävät kurssin läpäisemiseen.


    Alustavat arvosanarajat

    1 50 - 59 p
    2
    60 - 69 p
    3
    70 - 79 p
    4
    80 - 89 p
    5
    90 -100 p

    Pisterajat voivat joustaa vain alaspäin.


    Tentti

    Tentit järjestetään salitentteinä. Kurssitentti on helmikuussa ja uusintatentit kesä- ja joulukuussa. Uusintatentteihin pitää ilmoittautua Sisussa.

    Kurssitentti on automaattisesti sekä suomeksi että ruotsiksi, mutta uusintatentit saa ruotsiksi ainoastaan, jos siihen on tarvetta. Tällöin pitää olla yhteydessä luennoitsijaan kaksi viikkoa ennen uusintatenttiä, jotta tentti ennätetään käännättää Aallon käännöspalvelussa.

    Tentissä saa olla mukana kirjoitusvälineet ja laskin, jossa ei ole internet-mahdollisuutta, sekä yksi A4-paperi itsetehtyjä muistiinpanoja. Taulukkokirjat ovat kiellettyjä. Lisätietoa kurssisivuilla lähempänä kurssitenttiä.

    Tenttialue kirjasta (Giancoli, 4. Ed.) luvut (Chapters) 21-31 (ei kappaleita 25.9-25.10, 28.9-28.10, 29.5, 30.10-30.11).


Työmäärä toteutustavoittain
  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Kontaktiopetusta 50 h, itsenäistä työskentelyä 80 h.

PERUSTIETOJA

Korvaavuudet
Esitiedot
  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Esitiedot

LISÄTIETOJA

Lisätietoja
  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Opetuskieli : suomi

    Kurssi on mahdollista suorittaa ruotsiksi (videoluennot, harjoitusryhmät (H0XX_SV), laboratorioharjoitukset sekä tentti ruotsiksi).

    Kursen kan genomföras på svenska (videoföreläsningar, övningsgrupper (H0XX_SV), laboratorieövningar och tentamen på svenska).

    Opetusperiodi : 2022-2023 Kevät III
    2023-2024 Kevät III

    Ilmoittautuminen :

    Opetukseen ilmoittaudutaan Sisussa (sisu.aalto.fi).


Kurssin aikataulu
  • koskee tätä kurssikertaa

    LuentoAihepiiriLisätietoa
    2. viikko TI-luentoKurssikäytänteet JohdantoKurssikäytänteet ja laboratoriotyöt. Sähkökenttä. (Giancoli § 21)
    2. viikko
    KE-luento
    Gaussin lakiGaussin laki symmetrisissä tapauksissa. (Giancoli § 22)
    3. viikko
    TI-luento
    Sähköinen potentiaaliSähkökentän tekemä työ, sähköinen potentiaalienergia, potentiaali ja jännite. (Giancoli § 23)
    3. viikko KE-luentoTasavirtapiiritKondensaattorin kapasitanssi. Eristeet. RC-piiri. Ohm ja Kirchhoff (kertauksena). (Giancoli § 24-26)
    4. viikko
    TI-luento
    Magnetismi IMagneettikenttä ja magneettinen voima. (Giancoli § 27)
    4. viikko KE-luentoMagnetismi IILiikkuvan varauksen aikaansaama kenttä. Biot-Savart ja Ampere. (Giancoli § 28)
    5. viikko
    TI-luento
    SM-induktioMagneettivuo. Faraday ja Lenz. Vaihtovirta. Indusoitunut sähkökenttä. (Giancoli § 29)
    5. viikko KE-luentoInduktanssiKäämin induktanssi. Magneettikentän energia. RL-piiri. (Giancoli § 30.1-6)
    6. viikko
    TI-luento
    VaihtovirtapiiritVastus, kondensaattori ja käämi vaihtovirtapiirissä. LRC-sarjapiiri. (Giancoli § 30.7-9)
    6. viikko KE-luentoSM-aaltoMaxwellin yhtälöt. Tasoaalto. SM-aallon energia, intensiteetti ja säteilypaine. (Giancoli § 31)
    7. viikko
    TI-luento
    KertausTentin käytännön asioita. Kerrataan kurssin aihepiirit.
    7. viikko KE-luentoVARALLAJos joku luennoista joudutaan peruuttamaan, niin tämä luento korvaa peruuntuneen tunnin.