Course syllabus

Kurs-PM, course_PM_SSY033_2022_V3.pdf

SSY033 SSY033 Grundläggande elkraftkretsar lp2 HT22 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Elektroteknik

 

Kontaktuppgifter

Examinator,                    

Kursansvarig:                    Stefan Lundberg 031-772 16 35 stefan.lundberg@chalmers.se

 

Lärare:        Ola Carlson 031-772 16 37 ola.carlson@chalmers.se 

                    Jimmy Ehnberg 031-772 16 56 jimmy.ehnberg@chalmers.se

                    Kristoffer Fürst 0736-47 20 36 kristoffer.furst@chalmers.se

                    Paul Imgart        031-772 16 55 paul.imgart@chalmers.se

                    Stefan Lundberg 031-772 16 35 stefan.lundberg@chalmers.se

Då personalen har sina huvudarbetsplatser på campus Johanneberg är mail lämpligast vid kontakt utanför undervisningstillfällena. Lärarna har tillgång till tillfälliga arbetsplatser på Campus Lindholmen, Hus Jupiter, Plan 4, Elektroteknik, Rum 435, och har för avsikt att befinna sig där de dagar de har undervisning på Campus Lindholmen.

 

Kursens syfte

Kursen syftar till att ge säkra baskunskaper om elteknikens fysikaliska och elektriska grunder. Den skall samtidigt ge förståelse och kunskap om funktion och konstruktion hos elektriska komponenter, utrustningar och system som ingår i moderna industri- och energianläggningar.

Kursen skall också ge förståelse för de bakomliggande orsakerna till skador på grund av elström.

 

Schema

TimeEdit

 

Kurslitteratur

Bill Karlström, Kretsanalys, Studentlitteratur AB, ISBN: 9789144125725

Alfredsson & K A Jacobsson, Elkrafthandboken Elmaskiner, Upplaga 3, ISBN: 9789147114375 2016

Grundläggande Elteknik För Sjöingenjörer Kompendium

Grundläggande Elteknik För Sjöingenjörer Övningsuppgifter

(Övningskompendiet). Kompendium tillgängliga via Canvas

 

Extra material såsom övningar, säkerhetsföreskrifter och labb PM kommer att vara tillgängliga via Canvas

 

Kursens upplägg

Kursen bedrivs med föreläsningar, övningar, laborationer, duggor och skriftliga tentamina.

Kurshemisda och schema:

Via Canvas (www.canvas.chalmers.se) och Time Edit. Kurshemsidan på Canvas är där vi huvudsakligen förmedlar skriftlig information. Vänligen kolla regelbundet för ändringar kan förekomma. I kurs PM (detta dokument) så finns ett preliminärt schema för vad som skall ske vid varje tillfälle. Detta kan också komma ändras vid behov och då uppdateras detta dokument.

 Språk:             Kursen ges på svenska men mindre delar av kursmaterialet kan vara på engelska.

Laborationsgrupper: För denna kurs kommer vi att använda oss av era studentnummer, #nummer i schemat, (se pdf-fil på canvas under laborationer för att hitta ert studentnummer) för att dela in er i laborationsgrupper. Detta för att ni kommer att ha laborationer i tre kurser samtidigt SJO114, SJO557 och i SSY033. Om det är någon student som inte är godkänd på laborationsmomentet i SSY033 och som inte har ett studentnummer så ombeds ni kontakta Stefan L snarast möjligt så ni kan bli placerade i en grupp.

Förändringar sedan förra kurstillfället

Ny lärare Ola som tar AC delen av kursen, lite nytt upplägg på Canvas med mer stöd, lösning på alla tal i boken.

Lärandemål

Labbelsäkerhets quizet täcker följande lärande mål

  1. Förklara hur man undviker elfara ur ett elsäkerhetsperspektiv för laborativ verksamhet.

 

Tentamen del A täcker följande lärande mål (DC-delen)

  1. Beskriva och modellera ideala komponenter såsom resistorer, likspänningskällor och likströmkällor.
  2. Beskriva och tillämpa Ohms lag, Kirchoffs lagar, effektlagen, energiberäkning, maskanalys samt superposition för likströmskretsar.
  3. Modellera elektriska likströmskretsar med hjälp av ekvivalent Theveninkrets.
  4. Rita kretsschema för elektriska likströmskretsar.
  5. Beräkna ström, spänning, resistans, effekt och energi i likströmskretsar.
  6. Beskriva materialbegreppen resistivitet och temperaturkoefficient samt kunna använda dem i elektriska beräkningar.
  7. Beskriva hur batterier och ackumulatorer är uppbyggda och kan modelleras samt beräkna spänningar och strömmar som uppträder i dessa komponenter..

 

Tentamen del B täcker följande lärande mål (AC-delen)

  1. Beskriva och modellera ideala komponenter såsom kondensatorer, spolar, resistorer, transformatorer, växelspänningskällor och växelströmkällor.
  2. Beskriva och tillämpa Ohms lag, Kirchoffs lagar, komplexa metoden, effektlagen, energiberäkning, maskanalys samt superposition för växelspänningskretsar.
  3. Modellera elektriska växelströmskretsar med hjälp av ekvivalent Theveninkrets.
  4. Rita kretsschema för elektriska växelströmskretsar.
  5. Beräkna spänningar, strömmar, impedanser, fasförskjutning, skenbar, aktiv och reaktiv effekt samt energi i enfas växelspänningskretsar..

 

Tentamen del C täcker specifikt följande lärande mål, men även lärandemålen från del A och B (Tillämpningar)

  1. Beskriva likströmsmaskinens uppbyggnad, funktion och beteende under dynamiska förlopp. Modellera och räkna på likströmsmaskinen i stationärtillstånd.
  2. Beräkna spänningar, strömmar, impedanser, fasförskjutning, skenbar, aktiv och reaktiv effekt samt energi i trefas växelspänningskretsar.
  3. Beskriva transformatorns uppbyggnad, funktion och beteende under dynamiska förlopp. Modellera och räkna på transformatorns i stationärtillstånd.
  4. Beskriva hur direktjordade och isolerade elsystem och skyddsjordning fungerar samt beskriva begreppet jord.

 

Laboration, del D täcker specifikt följande lärande mål, men även lärandemålen från del A, B och C

  1. Använda enkel felsökning i lik- och växelspänningskretsar.

 

Examination

Examinationen av del A, B och C sker var för sig med en skriftlig tentamen per del, betygsskala U, 3, 4, 5. Max poängen för varje del är 30 poäng och betygsgränserna:

För betyg 3 krävs 15-19.9 poäng

För betyg 4 krävs 20-24.9 poäng

För betyg 5 krävs 25-30 poäng

 

Examinationen av del D sker under laborationstillfällena, betygsskala U, G. För att få göra laborationerna krävs att det obligatoriska elsäkerhets quizet i kursen SJO557 är godkänd samt att labbelsäkerhets quizet är godkänt.

 

Under kursens gång kommer tre duggor att erbjudas, en för varje del A, B och C. Varje dugga är på 30 poäng var. Om resultatet på duggan är 15 poäng eller mer kan resultatet användas för att ersätta respektive del tentamen.

 

Tillåtna hjälpmedel vid examination:

 Endast Chalmersgodkänd räknare är tillåten

Formelsamlingen finns i tesen, dvs. man får inte ta med egen.

                                                                                               

Betyg:

Betyget ges på skalan (U), 3, 4 och 5. För att bli godkänd på kursen och få slutbetyg på kursen krävs att ingen del (A, B, C eller D) är underkänd och när det är uppfyllt bestäms slutbetyget som en sammanvägning av delarna A, B och C enligt:

För betyg 3 krävs en total summa på 45-59.9 poäng av del A+B+C

För betyg 4 krävs en total summa på 60-74.9 poäng av del A+B+C

För betyg 5 krävs minst en total summa på 75 poäng av del A+B+C

 

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan

Preliminärt schema:

BK = Boken Kretsanalys (sidor)

EE = Elkrafthandboken Elmaskiner (kapitel)

KG = Kompendium Grundläggande Elteknik för sjöingenjörer (sidor)

ÖBK = Övningar ur Kursboken Kretsanalys (nummer)

EX = Övningar ur kompendiet ”Extra Övningsuppgifter”

ÖKÖ = Övningar ur Kompendium Övningsuppgifter (nummer)

(Hänvisningar inom parentes är delar som är aktuella för ämnet men är studentens egna ansvar att titta på)

[Hänvisningar inom hakparentes är delar som är aktuella för ämnet men kan användas om studenten vill öva mer]

#n = Studentnummer, se fil på Canvas/laborationer för att hitta ert nr.

Vecka

Dag

tid

Nr.

Ämne

Ansv. Lärare

Läsanvisningar/
Övningsuppgifter

Lv 1 (44)

31/10

8-9

01

Introduktion

Stefan

Kurs PM

9-12

02

Likström: Grundläggande begrepp, Potential, spänning, ström, Ohms lag, Serie- och parallellkoppling.

Stefan

BK: 1-18

KG: 1-27

 

1/11

8-10

03

Mätning av spänning, ström, effekt, resistans, isolation. Elektriska kretsar

Stefan

 

10-12

04

Kirchhoffs lagar.

Ström- och spänningsdelning. Effekt. Energi.

Stefan

BK: 25-55

KG: 1-27

3/11

10-12

05

Likström: Fortsättning

Maskanalys

Stefan

BK: 66-67, 75-79

13-17

06

Övning 1

Kristoffer

ÖBK: 2.3, 2.5b, 2.7, 3.1b, 3.3, 3-17ac, 3.18, 3.23, 3.29. ÖKÖ: 200ab, 201, 220, 222, 227ab.

(ÖBK:  3.1ac, 3.2, 3.4, 3.7, 3.17d, 3.19, 3.24, 3.26, 3.27, ÖKÖ: B1) [ÖKÖ: 200-238, B1-B28]

Lv 2 (45)

7/11

13-15

07

 

Superposition, Tvåpoler, Thivenin ekvivalenter

 

Stefan

BK: 86-133

15-17

08

Batterier, verkningsgrad, anpassning

 

Stefan

Föreläsningsslides,

BK: 176-192

8/11

13-17

09

10

Labb 1 #1-15

 

 

Paul

Kristoffer

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

9/11

10-12

11

Övning 2

 

 

Kristoffer

EX: 1,2ab (EX: 1-10 abc, ÖBK: 4.13-4.15, 6.10-6.12)

11/11

08-12

12

13

El- och magnetiska fält, induktans och kapacitans. Upp och urladdning L och C.

Stefan

Föreläsningsslides,

KG: 25-39,

BK: 176-192

BK: 365-376

13-17

10

11

Labb 1 #16-30

 

 

Paul

Stefan

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

Lv 3 (46)

14/11

13-17

14

15

Likströmsmaskinen

 

Stefan

Föreläsningsslides

EE: 2.1-2.3, 5

KG 87-97

16/11

10-12

16

Likströmsmaskinen fort.

Mekaniska samband

Stefan

 

13-15

17

Övning 3

Paul

EX: 1,2 cd (EX: 1-10 abcd, ÖBK: 5.1-5.3, 6.13-6.14)

18/11

08-10

18

Likströmsmaskinen fort.

Stefan

 

10-12

19

Enfas växelström. Visardiagram. Ideala passiva komponenter vid sinusformat stationärtillstånd, den komplexa metoden

Stefan

BK: 196-244

KG: 39-63

 


LV 4 (47)

22/11

13-17

20

Dugga DC, på materialet för del A

Jimmy

 

23/11

8-12

21

22

Den komplexa metoden, ohms lag, maskanalys, superposition

Ola

BK: 196-244

 

24/11

8-10

23

Fort. Enfas växelström

Ola

 

10-12

24

Övning 4

Kristoffer

ÖKÖ: 301, EX: 200-204 (EX: 200-210, ÖKÖ: 300-302, ÖBK: 9.4, 9.5)

Lv 5 (48)

28/11

 

 

13-17

25

26

Enfas växelström. Aktiv- reaktiveffekt, faskompensering, Thivenin ekvivalenter, anpassning

 

Ola

BK: 245-259

 

29/11

08-12

27

28

Labb 2, #16-30

Kristoffer

Stefan

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

30/11

13-15

29

Trefas växelspänning.

Ekvivalent Y-fas, effekt,

Y och D koppling, YD-transformation

Ola

BK: 381-400, 424-425

KG: 65-86

 

15-17

30

Övning 5

Kristoffer

EX: 300-303 (EX: 300-319, ÖBK: 9.14 - 9.17)

2/12

8-12

27

28

Labb 2, #1-15

Paul

Kristoffer

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

 

Lv 6 (49)

5/12

13-15

31

 

Trefas fortsättning

 

Ola

BK: 381-400, 424-425

KG: 65-86

15-17

32

Enfas växelström. Resonans, filter, frekvensberoende

Jimmy

BK: 227-232, 271,274, 310-320.

6/12

08-12

33

34

Transformatorn, kopplade kretsar, prickmärkning

 

Jimmy

BK: 338-360

EE: 1.1-1.7, 1.8.2, 1.9, 1.12, 1.13-1.13.2

KG: 131-136

7/12

13-15

35

Övning 6

Kristoffer

ÖKÖ: 402, 405, 410, 412 (ÖKÖ: 400-410, 412)

Lv 7

(50)

12/12

13-15

36

 

Transformatorn, fortsättning

Jimmy

 

15-17

37

Jordningssystem och skyddsjord

Jimmy

Föreläsningsslides

 

13/12

8-12

 

38

Dugga AC, på materialet för del B

Stefan

 

14/12

8-12

39

40

Labb 3, #1-15

Paul

Kristoffer

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

13-15

41

Övning 7

Kristoffer

EX404, EX409 (EX: 400-409, ÖKÖ: 5.20-5.28, E1-E8)

15-17

42

Föreläsning, reserv

Stefan

 

15/12

8-12

39

40

Labb 3, #16-30

Paul

Kristoffer

Labb PM, hemuppgifter skall vara lösta innan labben

2023

4/1

8:30-12:30

Dugga tillämpningar, materialet för del C

Stefan

 

2023

9/1

8:30-12:30

Tentamen del A

Stefan

DC delen

2023

11/1

8:30-12:30

Tentamen del B

Stefan

AC delen

2023

13/1

8:30-12:30

Tentamen del C

Stefan

Tillämpningar

Studierna

Kursen bygger på kunskaper från kursen Matematik 1 (bl.a. lösning av linjära ekvationssystem och räkning med komplexa tal) som alltså förutsätts väl inhämtade. För analys av växelströmskretsar är den s.k. jω-metoden, ett matematiskt verktyg som bygger på komplex räkning, av fundamental betydelse. Erfarenheten visar att denna metod kan vara svår att lära sig behärska om man har bristfälliga kunskaper i komplex räkning. Ägna därför gärna extra tid att repetera denna del av matematiken.

 

Vi ska hinna med en hel del: från kretsar med likström, växelström och transienta förlopp till elektriska maskiner. Från analytisk och numerisk beräkning till praktiska mätningar. Börja därför i god tid och läs i den takt som planerna anger! Det är inte säkert att du kommer känna att du kan allt efter föreläsningarna, utan att du behöver gå igenom det själv en gång till och reflektera. Räkna också de rekommenderade uppgifterna, kretsanalys är ett hantverk som man behöver mängdträna på. För att få göra laborationerna ska du ha gjort vissa beräkningar hemma så du kommer förberedd till labben.

 

Tidfördelningen i kursen är:

Föreläsningar 52 h, Övningar 16 h, Labbar 12 h, Duggor 12 h, Självverksamhet 108 h

 

Slutligen: dra dig inte för att fråga föreläsare, övningsledare och labbassistenter om oklarheter och har du behov av hjälp utöver vad vi hinner stå till tjänst med på ordinarie undervisningspass så kontakta oss gärna på institutionen.

Course summary:

Date Details Due