Elektriske kretser
KLADD 2017-2018 - 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. 

Undervisningen i Elektrostatikk og elektromagnetisme legges på slutten av emnet Elektriske kretser. (ca. fra begynnelsen av mars måned)

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 kretser etter spesifikasjoner.

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 RL,RC og RLC kretser
  • Kunne beregne frekvensrespons til enkle 1.ordens passive filtere
  • Kunne beregne spenning strøm og effekter i balanserte trefasesystemer 
  • Kjenne til anvendelsen av IT og TN nett i det norske elsystemet
  • 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.

Ferdigheter

  • Kunne konstruere enkle kretser etter spesifikasjoner og foreta oppkobling og kontrollmålinger av disse.
  • Kunne anvende dataprogram 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. 

Generell kompetanse:

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

Emnets temaer

  • Nettverksteoremer
  • Kretsanalyse
  • Kompleks regning og viserdiagram
  • Balanserte trefasesystemer
  • Gjensidig induktans/koblede kretser
  • Målemetoder
  • Laboratoriearbeid
  • 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)

Forelesning og øvingsarbeid:

For studentene på campus er det forelesningstimer, øvingstimer/prelabtimer. Innlevering av øvinger skjer i læringsplattformen.

For nettstudenten inneholder læringsplattformen studieguide som forteller læringsmål for hver uke med referanser til hvilket lærestoff man skal studere og hvilke øvinger som skal løses.

Læringshjelpemidler er digitaliserte opptak av tidligere forelesninger i emnet.

Veiledning for nettstudenter skjer ved bruk av forum på læringsplattformen og/ eller gjennomføres individuelt ved Skype eller lignende verktøy, etter avtale med emneansvarlig.

Campusstudentene har den samme tilgangen til undervisningsmaterialet som nettstudentene.

Laboratoriearbeid:

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.

Innlevering av forarbeider til lab (prelab), journal fra arbeidet på lab og endelig rapport skjer i læringsplattformen.

Vurderingsformer

Skriftlig eksamen, 3 timer
Skriftlig eksamen, 5 timer

Vurderingsformer

  • Skriftlig eksamen 5 timer (teller 75% av endelig karakter) i elektriske kretser -delen.
  • Skriftlig eksamen 3 timer (teller 25% av endelig karakter) i fysikk-delen.
  • Hver av delene må bestås separat.

Ved forbedring av karakter kan enten kun en eksamensdel eller begge eksamensdeler forbedres.

Karakterskala

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

Sensorordning

Sensureres av intern sensor, periodisk bruk av ekstern sensor hvert 4./5. år, neste gang i 2017.

Utsatt eksamen (tidl. kontinuasjon)

Utsatt eksamen/kontinuasjon i august på skriftlige eksamener.

Hvis kun en eksamensdel ikke er bestått fra før, kontinueres kun denne ved utsatt eksamen. 

Tillatte hjelpemidler (gjelder kun skriftlig eksamen)

C:  Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Obligatoriske arbeidskrav

Det er 12-15 øvinger i emnet. 3 av øvingene i høstsemesteret og 4 av øvingene i vårsemesteret må være levert inn i henhold til gitte frister og være godkjent for å få ta eksamen.
Det er obligatorisk med gjennomføring av alle laboratorieoppgavene med innlevering av journal, og innlevering av 2 laboratorierapporter. Laboratorierapportene må være levert inn i henhold til gitte frister og godkjent for å få gå opp til eksamen.

Læremidler

"Engineering Circuit Analysis"

J.David Irwin & R.Mark Nelms, 11.utgave (eller nyere) Wiley

Elektro Fysikk:

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

Erstatter

ELE1042 Elektriske kretser

Supplerende opplysninger

Elektriske kretser er det grunnleggende emne som alle andre elektroemner bygger på. For studenter fra fornybar energi er emnet viktig for å kunne forstå integrasjon og eventuelt velge kurser som retter seg mot å integrere fornybar energi mot det elektriske nettet eller kunne gå videre med konvertering av forskjellig energiformer til elektrisk energi.

Ved søknader om godskrivning, godkjenning og innpassing av emner fra tidligere årskull eller andre institusjoners tilsvarende utdanninger, vil hver søknad behandles individuelt og søker må kunne medregne studiepoengreduksjon ved overlappende emner.

Fysikkdelen av faget tilsvarer 5 studiepoeng, mens elektriske kretser delen av faget tilsvarer 15 studiepoeng.