到達目標
電気工学における基本的概念(電荷・電位・電圧・電流)、直流回路、電気エネルギー、静電気・磁気の基礎的事項について具体的に説明できるとともに、各分野の基礎的な計算問題を解くことのできる素養を身に付けること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
電気電子に関する物理現象と基本法則の理解 | 物理現象と電気の基本法則を体系的に理解できる。 | 物理現象と電気の基本法則を理解できる。 | 物理現象と電気の基本法則をイメージできない。 |
授業関連の課題提出能力 | 課題が充分に提出できる。 | 一部不充分な部分はあるものの、大半の課題は提出できる。 | 充分に課題提出が出来ない。 |
授業態度 | 授業を真摯な態度で受講できる。 | 一部問題はあるものの、充分に授業を受講できている。 | 授業を受講する態度に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気工学における基本的な概念(電荷・電位・電圧・電流)や、直流回路、電気エネルギー、静電気・磁気学の基礎について、確実に理解することを目標とする。
授業の進め方・方法:
電気工学の基礎として特に重要と思われる内容を精選し、物理現象と電気の基本法則との関連について特に強調していく。また、法則の理解に不可欠な数学的素養を身につけるため、適宜演習を織り交ぜながら進めていく。必ずしもテキストに沿った内容にはなっていないので、注意が必要である。専門基礎Ⅱ(実験・演習)との関連付けによって、基本的概念のより一層の定着を図る。
注意点:
本科(準学士課程):RB2(◎)
関連科目:専門基礎Ⅱ(1年)、電気回路Ⅰ(2年)、電気磁気学Ⅰ(2年)
評価方法:半期毎に、下記評価割合により100点満点で評価する。前期成績(100)=演習(50)+課題(50)、後期成績(100)=定期試験(80)+小テスト(20)。総合評定は、半期毎の評価の平均とする。
評価基準:100点満点で60点以上を合格とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
シラバスの説明 |
シラバスの説明 電気・電子工学の概略について、雰囲気をつかむ。
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2週 |
計算の基礎(1) |
工学の分野で必要となる、指数表示、接頭語、有効数字、量記号、単位について理解する。
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3週 |
計算の基礎(2) |
前週の内容に関する演習を通して、計算技法も含めた内容を定着する。
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4週 |
直流回路の計算(1) |
電気とは?「電気が流れる」ということについて理解する。電荷と電流、電圧を説明できる。
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5週 |
直流回路の計算(2) |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。
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6週 |
直流回路の計算(3) |
直列回路、並列回路(理論)について理解する。
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7週 |
直流回路の計算(4) |
直列回路、並列回路に関する演習を通して、計算技法も含めた内容を定着する。合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。
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8週 |
まとめの時間 |
第7週までの内容に関してまとめの演習を行い、内容の定着を図る。
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2ndQ |
9週 |
直流回路の計算(5) |
直並列回路に関する演習を通して、計算技法も含めた内容を定着する。
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10週 |
実際の回路 |
専門基礎Ⅱで作成するテスターの回路図を例として、実際の回路について調べる。
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11週 |
複雑な回路の計算(1) |
代数的な考え方を導入し、その理論手法を理解する。
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12週 |
複雑な回路の計算(2) |
キルヒホッフの法則(KCL,KVL)の理論について理解する。
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13週 |
複雑な回路の計算(3) |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。
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14週 |
複雑な回路の計算(4) |
キルヒホッフの法則を用いて解く演習問題を通じて、計算技法も含めた内容を定着する。
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15週 |
電気エネルギー |
電力・電気エネルギーの理論を理解し、計算ができるようになる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
コンダクタンス |
コンダクタンスについて理解する。
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2週 |
倍率器 |
倍率器ついて理解する。
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3週 |
分流器 |
分流器について理解する。
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4週 |
電源 |
電圧源、電流源について理解する。
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5週 |
Δ―Y変換 |
抵抗のΔ接続とY接続の変換 について理解する。
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6週 |
ブリッジ |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を 求められる。
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7週 |
後期中間学力確認 |
これまでの学習内容の理解度をチェックする。
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8週 |
静電気の性質、クーロンの法則 |
電界とは?、静電気に関するクーロンの法則について理解する。
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4thQ |
9週 |
電界・電気力線 |
電界・電気力線について理解する。
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10週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を理解する。
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11週 |
電位・電位 |
電位・電位差を理解する。
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12週 |
コンデンサー |
コンデンサーについて理解する。
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13週 |
静電容量、誘電体と誘電率 |
静電容量の計算、誘電体と誘電率を理解する。
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14週 |
コンデンサの接続法 |
コンデンサの接続法を計算する。
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15週 |
後期のまとめ |
これまでの電気磁気分野の復習をする。
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16週 |
後期期末試験 |
これまでの学習内容の理解度をチェックする。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 4 | 前4 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | 前5,前6 |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 2 | 前11,前12 |
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | 前7,前8,前9,前10 |
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 2 | 前13,前14 |
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 4 | 前15 |
電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 2 | |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 2 | |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 2 | |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 2 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 2 | |
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 2 | |
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 2 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 2 | |
評価割合
| 演習(前期) | 課題(前期) | | 試験(後期) | 小テスト(後期) | | 合計 |
総合評価割合 | 25 | 25 | 0 | 40 | 10 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 25 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 40 | 10 | 0 | 50 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |