ESIPUHE

Opetussuunnitelmassa määritellyt moduulin tavoitteet ja sisällöt

Moduulissa perehdytään keskeisimpiin sähköistä vuorovaikutusta kuvaaviin malleihin sekä sähköenergian ja sähkötekniikan käsitteisiin. Opiskelija saa perustiedot yksinkertaisten virtapiirien suunnittelusta ja tutkimisesta. Moduulissa käsitellään myös sähköturvallisuutta ja tutustutaan sähkötekniikan sovelluksiin.

Yleiset tavoitteet

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.

Keskeiset sisällöt

Keskeiset sisällöt

jännite ja sähkövirta tasavirtapiireissä
resistanssi ja Ohmin laki
sähköteho ja Joulen laki
vastusten kytkennät ja Kirchhoffin lait
akut ja akun latauspiiri
Coulombin laki ja homogeeninen sähkökenttä
potentiaalienergia ja potentiaali homogeenisessa sähkökentässä
kondensaattori ja kondensaattorin energia
puolijohteet, diodi ja LED komponentteina virtapiirissä
sähköturvallisuus: sulake, suojausluokitus ja läpilyöntilujuus

Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: yksinkertaiset sähkölaitteet, aurinkokenno tasajännitelähteenä ja sähköenergian varastoiminen.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: mittauksia komponenttien toiminnasta virtapiirissä ja pariston sisäisen resistanssin kokeellinen määrittäminen.

Oppimateriaalin käyttöohje

Tervetuloa opiskelemaan fysiikkaa sähköisen Resonanssi-oppimateriaalin parissa! Resonanssi 6 -kirja koostuu kuudesta luvusta, joista jokainen on jaettu lyhyisiin alilukuihin. Koska Resonanssi ei ole perinteinen paperioppikirja, on kirjan lukuihin voitu lisätä monipuolisesti videoita, simulaatioita ja vuorovaikutteisia sovelmia. Sivumäärä ei myöskään ole rajoittanut kirjan laatimista, joten tarjolla on runsaasti lisämateriaalia.

Harjoitustehtävistä

Jokaisen luvun lopussa on lukuun kuuluvat tehtävät. Ne on jaettu kolmeen osaan, samaan tapaan kuin fysiikan ylioppilaskokeessa.

Monivalintatehtävillä voit arvioida, miten hyvin osaat luvun perusasiat.
Perustehtävissä harjoittelet luvun keskeisiä asioita.
Soveltaviin tehtäviin kuuluvat sellaiset tehtävät, jotka ovat joko tavallista pidempiä ja haastavampia tai sisältävät kurssin ydinasioiden ulkopuolista materiaalia. Näitä tekemällä voit opintojesi aikana valmistautua ylioppilaskokeen kolmannen osion tehtäviin.

Jokaisessa alaluvussa on Alaluvun tehtäviä -laatikko. Laatikon tehtävät liittyvät suoraan kyseiseen alalukuun. Monet tehtävistä yhdistelevät eri alalukujen asioita toisiinsa, eikä niitä ole erikseen listattu.

Hyödynnä tehtäviä palauttaessasi Palauta merkintä -vaihtoehtoa, jonka avulla voit koostaa vastauksen kuvineen ja useampine tiedostoineen suoraan yhteen ja samaan palautukseen. Kuvat ja tiedostot saat osaksi merkintää tekstikentän työkalurivin Lisää-valikon kautta liittämällä kuvan tai tiedoston. Lisäksi kyseisessä vaihtoehdossa voi hyödyntää Abitin kaavaeditoria, jonka avulla voi muodostaa tarvittavat matemaattiset merkinnät ja kopioida (kopioi & liitä) ne suoraan vastauksen osaksi tarvittaviin kohtiin.

Monet tehtävät sisältävät mittaustuloksia. Ne on annettu kolmessa eri tiedostomuodossa, joista voit valita mieleisesi sen mukaan, mitä ohjelmistoa lukiossasi käytetään. Jokainen tiedosto sisältää täsmälleen samat mittaustulokset. Tarjolla olevat tiedostomuodot ovat

.cmbl Logger Pro -ohjelmaan
.cap Capstone-ohjelmaan
.ods LibreOffice -ohjelmaan.

Jos käytät jotain muuta ohjelmistoa, avaa data ods-tiedostona ja kopioi tiedosto käyttämääsi ohjelmaan.

Oppimateriaalin eri elementtejä

Kokonaiskuvan luomiseksi jokaisessa kirjan luvussa on yhteenveto ja Testaa osaamisesi -itsearviointi. Jälkimmäinen koostuu monivalintatehtävistä, jotka voit tehdä itsenäisesti ja saada heti automaattisen palautteen tuloksestasi. Osa itsearviointiluvuista sisältää laskutehtäviä, joihin on pisteytetty malliratkaisu itsenäistä tarkistamista varten.

Lukujen lopussa olevien itsearviointien lisäksi jokaisessa alaluvussa on Pysähdy pohtimaan -tehtävä, jonka tehtyäsi voit helposti tarkistaa, oletko ymmärtänyt juuri lukemasi. Voit hyödyntää tätä tehtävätyyppiä myös mahdolliseen kokeeseen kerratessasi.

Oppimateriaalissa olevat, kurssin ydinaineksen ulkopuoliset aiheet on merkitty tähdellä (esim. *Gravitaatiolaki). Lisämateriaalia kiinnostuneille tarjoavat myös kirjan ulkopuolelle vievät linkit. Nämä ovat aina omissa laatikoissaan: SI-järjestelmä (Wikipedia)

Pienempiä, ydinasiaa täydentäviä tietoiskuja on joidenkin lukujen sivupalkeissa pikkulaatikoina.

Erityisesti pienryhmässä tutkittaviksi tarkoitetut tehtävät on merkitty tunnuksella .

Kirjassa on käsitteistö, josta voit kerrata keskeisiä käsitteitä kurssin lopuksi.

Fysiikassa käytetään matematiikkaa luonnon mallintamiseen. Tietyt matematiikan työkalut toistuvat eri yhteyksissä fysiikassa, ja ne on koottu erityiseen menetelmälukuun.

Kuvaaja ja kulmakerroin

Menetelmälukuun on myös koottu ohjeita fysiikan tehtävien ratkaisemiseen tietokoneella eri ohjelmia käyttäen. Tilanteissa, joissa on suuri mittausaineisto, tietokoneen käyttäminen ratkaisussa on ainoa järkevä vaihtoehto. Kaikki ohjeet ja kirjan malliratkaisut on tehty ohjelmilla, joita saa käyttää ylioppilaskirjoituksissa. Huomioithan, että annettujen taulukkoaineistojen hyödyntämiseen tehtävien ratkaisemisessa et tarvitse erillistä käyttölupaa Google Driven kautta, vaan taulukon tiedot voi kopioida suoraan omaan taulukkolaskentaohjelmaan.

Tekijät toivovat sinulle antoisia hetkiä oppimateriaalin parissa!

Teos on saanut tukea Suomen tietokirjailijat ry:ltä.