Elektriske kretser
2014-2015 - ELE1071 - 20sp

Anbefalt forkunnskap

Emnet bygger på følgende fra matematikken: Komplekse tall, derivasjon, integrasjon, 1. og 2.ordens differensiallikninger, oppsett av lineære likninger på matriseform. Emnet bygger på klassisk mekanikk og særlig statikk fra fysikken. Fysikk for Y-vei og TRES må undervises før eller parallelt med dette emnet. Grunnlag er Newtons 1.,2. og 3.lov samt disse på vektorform. Arbeid  og effekt. Potensiell og kinetisk energi. Elektrostatikk og elektromagnetisme legges på slutten av emnet Elektriske kretser.

Forventet læringsutbytte

Etter fullført emne skal studenten ha en forståelse av de grunnleggende elektriske , elektrostatiske og elektromagnetiske egenskapene til grunnleggende lineære kretser. Studentene skal kunne konstruere enklere koplinger etter spesifikasjoner og dimensjonere spoler og enkle transformatorer.

Kunnskap Ellære

Studenten skal:

  • Kjenne elektriske størrelser og deres målenheter.
  • Kunne anvende Ohms lov og Kirchoffs spennings- og strømlov.
  • Kunne anvende kompleks regning til beregning av vekselstrømsketser.
  • Kunne anvende nodespenningsanalyse og maskestrømsanalyse til å analysere kretser.
  • Kunne anvende Thevenin og Norton ekvivalenter.
  • Kunne anvende Superposisjonsprinsippet.
  • Kunne beregne forsterkningen med bruk av ideell operasjonsforsterker i enkle forsterkerkretser.
  • Kunne gjøre beregninger med en ideell transformatormodell.
  • Kunne regne med koblede kretser og gjensidig induktans.
  • Kunne beregne dynamiske forløp av RLC kretser
  • Kunne beregne frekvensrespons til enkle 1.ordens passive filtere
  • Fysikk:
    • Kjenne Coulombs-, Biot Savarts-, Faradays-,Lenz-, og Gauss lov.
    • Kunne beregne elektriske felt fra punktladning, kulekondensator og koaxialkabel.
    • Kunne beregne kapasitans til koaxialkabel.
    • Kjenne til elektrisk polarisasjon.
    • Kjenne elektriske og magnetiske felters egenskaper.
    • Kunne beregne kraftvirkning på en strømførende leder.
    • Kjenne til dia,para og ferromagnetisme samt supraledning.

Ferdigheter

  • Kunne konstruere enkle kretser etter spesifikasjoner og foreta oppkobling og kontrollmålinger av disse.
  • Kunne anvende Matlab til løsning av linære likningssett.
  • Kunne anvende et dataprogram for analyse av enkle elektriske kretser.
  • Kunne anvende instrumenter som spennings- og strømkilder, voltmeter,ampermeter, multimeter, funksjonsgenerator og oscilloscope.
  • Kunne etterleve sikkerhetsinstrukser for laboratoriarbeid.
  • Kunne rapportere laboratoriearbeid i tekniske rapporter. 
  • Fysikk:
    • Kunne konstruere spoler med gitt induktans
    • Kunne konstruere enkle transformatorkoblinger.

Generell kompetanse:

  • Kjenne norske og engelske faguttrykk for komponenter/størrelser og måleenheter
  • Kjenne til noen personer betydning for den historiske utviklingen innen fagområde elektrisitet

Emnets temaer

  • Nettverksteoremer
  • Kretsanalyse
  • Kompleks regning og viserdiagram
  • Gjensidig induktans/koblede kretser
  • Målemetoder
  • Elektriske felt og feltstyrke
  • Coulombs lov
  • Elektrisk kraft og arbeid
  • Kraft på ladninger i fart
  • Kraft på strømførende ledere
  • Amperes lov
  • Faradays lov
  • Gauss lov
  • Biot Savarts lov
  • Induksjon: fluks og flukstetthet,kapasitans
  • Kapasitet til plate og sylinderkondensatorer
  • Polarisasjon og polarisasjonstap

Pedagogiske metoder

Forelesninger
Lab.øvelser
Nettstøttet læring
Oppgaveløsning

Pedagogiske metoder (fritekst)

Emnet baserer seg i stor grad på laboratoriearbeider som er praktisk anvendelse av forelest stoff. Studentene jobber med å konstruere elektriske kretser, for deretter å lage dem og foreta målinger på om de samsvarer med konstruksjonsmålsetningene.

Nettstudentene (fleksibelt løp) må til campus to ganger to dager for å gjennomføre obligatoriske laboratorieoppgaver. Alternative ordninger kan avtales hvis det er til gunst for begge parter, men da innen første måned av kurset.

Vurderingsformer

Hjemmeeksamen, 24 timer
Skriftlig eksamen, 3 timer
Skriftlig eksamen, 5 timer

Vurderingsformer

  • Skriftlig eksamen 5 timer (teller 40% av endelig karakter) i elektriske kretser -delen.
  • Skriftlig eksamen 3 timer (teller 20% av endelig karakter) i fysikk-delen.
  • Individuell hjemmeeksamen 24 timer (Det trekkes ut 1 laboratorieroppgave som studentene skal skrive laboratorierapport til igjennom hjemmeeksamen. Det er laboratorierapporten som leveres inn som følge av hjemmeeksamen som sensureres. Den teller 40% av sluttkarakter i emnet.)
  • Hver av delene må bestås separat.

Karakterskala

Bokstavkarakterer, A (best) - F (ikke bestått)

Sensorordning

Sensureres av intern sensor.  (Ekstern sensor neste gang i 2017)

Utsatt eksamen (tidl. kontinuasjon)

Ordinær kontinuasjon på skriftlig eksamener og hjemmeeksamen.

Tillatte hjelpemidler (gjelder kun skriftlig eksamen)

Formelsamling(er)

Obligatoriske arbeidskrav

Det er obligatoriske øvinger i emnet. Både i elektriske kretser delen og fysikk delen. Antallet øvinger som må innleveres oppgies ved semesterstart. Øvingene må være levert inn i henhold til gitte frister og godkjent for å få gå opp til skriftelig eksamen.
Gjennomføring av alle laboratorieoppgavene og innlevering av et gitt antall laboratorierapporter til angitte frister for å få gå opp til hjemmeeksamen. Antallet laboratorierapporter angis ved semesterstart.

Læremidler

"Engineering Circuit Analysis"

J.David Irwin & R.Mark Nelms, 10.utgave Wiley

Elektro Fysikk:

"Sears and Zemansky'sUniversity Physics with Modern Physics"
Young Freedman Ford
13.utgave 
Pearson
ISBN 10:1-292-02439-9 
ISBN 13:978-1-292-02439-4

Erstatter

ELE1042 Elektriske kretser

Supplerende opplysninger

Innholdet i emnet er i samsvær med tidligere emnebeskrivelse, men studiet er nå delt over høst og vår mot kun våren tidligere.