Insinöörifysiikka 2
| Rakennetyyppi: | Opintojakso |
|---|---|
| Koodi: | TT00BP67 |
| OPS: | ET 2024 / KT 2024 / YT 2024 |
| Taso: | Insinööri (AMK) |
| Opiskeluvuosi: | 2 (2025-2026) |
| Lukukausi: | Syksy |
| Laajuus: | 5 op |
| Vastuuopettaja: | Pyhälahti, Onni |
| Opetuskieli: | Suomi |
Osaamistavoitteet
Opintojakson jälkeen opiskelija tuntee sähköopin ja termodynamiikan keskeiset käsitteet.
Kurssin ensimmäisessä osassa opitaan sähköstatiikkaan ja sähkövirtaan liittyvät perussuureet, niiden yksiköt ja näihin liittyvät laskukaavat. Opitaan tavallisimmat sähkötekniset komponentit ja niiden tärkeimmät ominaisuudet. Kurssilla opitaan ratkaisemaan tasavirtapiireihin liittyviä ongelmia Kirchhoffin I ja II lakia käyttäen. Opitaan ymmärtämään miksi metallit, puolijohteet ja eristeet johtavat sähkövirtaa eri tavoin. Opiskelija saa ymmärryksen sähkötehosta ja oppii ottamaan lämpötilariippuvuuden huomioon vastuksen resistanssiin, sähkövirtaan ja sähkötehoon liittyvien ongelmien ratkaisemisessa. Opiskelija oppii sähkömagnetismin perusteet, ja hän saa kuvan sähkömagneettisia ilmiöitä hallitsevista luonnonlaeista. Kurssilla opiskelija oppii kenttäteoreettisen tavan kuvata voimakenttiä (sähkö-, magneetti- ja gravitaatiokenttä). Opitaan laskemaan suoran virtajohtimen ja solenoidin synnyttämä magneettikenttä. Lisäksi opiskelija oppii laskemaan magneettikentän sähköisesti varattuun hiukkaseen kohdistaman magneettisen voiman suunnan ja suuruuden. Lisäksi opiskellaan sähkömagneettinen induktanssi sovellusesimerkein.
Kurssin toisessa osuudessa opitaan lämpöenergiaan liittyvät suureet ja yksiköt. Saadaan ymmärrys lämmön varastoimiseen, olomuodon muutoksiin ja kaasujen käyttäytymiseen liittyvistä suureista, yksiköistä ja luonnonlaeista. Kaasujen tarkastelu (termodynamiikka) johtaa lämpövoimakoneiden (polttomoottorit, jääkaappi, ilmalämpöpumppu) toimintaperiaatteen ymmärtämiseen.
Teoreettisten opintojen lisäksi kurssi sisältää laboratoriotyöskentelyä, jonka aikana opiskelija tutustuu kurssilla käsiteltäviin ilmiöihin ja luonnonlakeihin kokeellisten mittausten avulla. Opiskelija oppii arvioimaan mittausten tarkkuutta ja tekemään perusteellisen virhelaskennan ja -analyysin. Mittauksista laaditaan kaksi arvosteltavaa raporttia.
Opiskelijan työmäärä
135 h, josta lukujärjestykseen merkittyä lähiopetusta 45-60 h.
Edeltävät opinnot / Suositellut valinnaiset opinnot
Insinöörifysiikka 1
Sisältö
Sähköstaattiset suureet ja laitteet: jännite, jännitelähde, sähkökenttä, kondensaattori, kapasitanssi; sähkövirtaan liittyvät suureet ja laitteet: sähkövirta, resistanssi, ominaisresistanssi, vastus; sähkömagnetismiin liittyvät suureet ja laitteet: magneettivuon tiheys, kela, solenoidi, induktanssi. Lämpöenergia ja lämpötila, ominaislämpökapasiteetti, olomuodon muutokset, isoterminen, isokoorinen ja isobaarinen termodynaaminen prosessi, ideaalikaasun tilanyhtälö, adiabaattinen prosessi, lämpövoimakone.
Opiskelumateriaali
Luennot, laskuharjoitukset, laboratorioharjoitukset.
Arviointikriteerit
Arvosana 5: Opiskelija tuntee kaikki opintojaksolla käsitellyt fysiikan suureet ja yksiköt, ja ymmärtää niiden väliset yhteydet. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja itsenäisesti monimutkaisten opintojakson alaan kuluvien ongelmien ratkaisemisessa.
Arvosana 3: Opiskelija tuntee suurimman osan opintojaksolla käsitellyistä fysiikan suureista ja yksiköistä, ja ymmärtää merkittävän osan niiden välisistä yhteyksistä. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja opintojakson alaan kuluvien keskivaikeiden ongelmien ratkaisemisessa.
Arvosana 1: Opiskelija tuntee tärkeimmät opintojaksolla käsitellyt fysiikan suureet ja yksiköt, ja ymmärtää tärkeimmät niiden välisistä yhteyksistä. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja opintojakson alaan kuluvien yksinkertaisten ongelmien ratkaisemisessa.
Arviointimenetelmät
Kurssikoe (tai välikokeet 2 kpl), laskuharjoitusaktiivisuus, laboratoriotyöskentely.