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)

2. Beskriva och modellera ideala komponenter såsom resistorer, likspänningskällor och likströmkällor.
3. Beskriva och tillämpa Ohms lag, Kirchoffs lagar, effektlagen, energiberäkning, maskanalys samt superposition för likströmskretsar.
4. Modellera elektriska likströmskretsar med hjälp av ekvivalent Theveninkrets.
5. Rita kretsschema för elektriska likströmskretsar.
6. Beräkna ström, spänning, resistans, effekt och energi i likströmskretsar.
7. Beskriva materialbegreppen resistivitet och temperaturkoefficient samt kunna använda dem i elektriska beräkningar.
8. 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)

9. Beskriva och modellera ideala komponenter såsom kondensatorer, spolar, resistorer, transformatorer, växelspänningskällor och växelströmkällor.
10. Beskriva och tillämpa Ohms lag, Kirchoffs lagar, komplexa metoden, effektlagen, energiberäkning, maskanalys samt superposition för växelspänningskretsar.
11. Modellera elektriska växelströmskretsar med hjälp av ekvivalent Theveninkrets.
12. Rita kretsschema för elektriska växelströmskretsar.
13. 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)

14. Beskriva likströmsmaskinens uppbyggnad, funktion och beteende under dynamiska förlopp. Modellera och räkna på likströmsmaskinen i stationärtillstånd.
15. Beräkna spänningar, strömmar, impedanser, fasförskjutning, skenbar, aktiv och reaktiv effekt samt energi i trefas växelspänningskretsar.
16. Beskriva transformatorns uppbyggnad, funktion och beteende under dynamiska förlopp. Modellera och räkna på transformatorns i stationärtillstånd.
17. 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

18. 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.