Luonnon neljästä perusvuorovaikutuksesta sähkömagneettinen vuorovaikutus on se, johon liittyviä sovelluksia käytämme arkielämässämme ylivoimaisesti eniten. Tällä kurssilla tutustumme sähköisiin vuorovaikutuksiin ja täydennämme osaamistamme myöhemmin ottamalla magneettiset ilmiöt mukaan FY7-moduulissa.
Sähköiset ilmiöt ovat olleet ihmisille tuttuja jo muinaisen Egyptin kulttuurissa noin 5000 vuotta sitten, mutta nykyaikaista luonnontieteellistä tutkimusta aiheesta alettiin tehdä vasta 1600-luvulla ja teknisiä sovelluksia alettiin keksiä kunnolla vasta 1800-luvulla. Esimerkiksi sähkövalon laajempaa käyttöönottoa saatiin odotella 1900luvun alkuun asti. Ottaen huomioon kaikki tänä päivänä käytössä olevat sähkölaitteet älypuhelimista aurinkopaneeleihin on sovellusten kehitys viimeisen sadan vuoden aikana ollut uskomattoman nopeaa.
Monissa nykysovelluksissa käytetään hyväksi kvanttifysiikan ilmiöitä, mutta tässä moduulissa tyydymme tutustumaan perusasioihin klassisen fysiikan työkaluilla - tästä on hyvä jatkaa tulevissa jatkoopinnoissasi. Kurssin keskeisimpiä käsitteitä ovat muun muassa sähkövirta, jännite, energia ja teho.
Kurssin kaksi päätavoitetta ovat sähköisen vuorovaikutuksen ja sen ominaisuuksien ymmärtäminen fysiikan ilmiönä sekä virtapiirien perusominaisuuksien ja sovellusten hallinta. Tätä materiaalia kannattaa täydentää luokassa tehtävillä demonstraatioilla, oppilastöillä sekä tietokoneella tehtävillä simulaatioilla.
Tapio Salminen, FT
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauksia
• osaa käyttää kentän ja potentiaalin käsitteitä sähkökentän kuvaamisessa
• tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia.