到達目標
(1) 直流機、変圧器の原理を定性的に説明できる。
(2) 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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 |
| 評価項目1
| 直流機、変圧器の原理を定性的によく説明できる。
| 直流機、変圧器の原理を定性的に、ある程度説明できる。
| 直流機、変圧器の原理を定性的に説明できない。
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| 評価項目2
| 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算がよくできる。 | 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算がある程度できる。 | 直流機、変圧器の特性に関する基本的な計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気機器は、産業界から家庭用まで広く使用されている電動機、発電機、変圧器、あるいはそれらを応用した機器について学ぶ科目である。
電気機器１では、主として直流電動機、直流発電機、変圧器について、その構造、基本原理を理論と演習を通して習得する。
授業の進め方・方法:
座学を中心として授業を進めていくが、理解を深めるために適宜演習問題を課す。板書により数式の導出、ベクトル図等の説明するので、必ずノートをとること。
注意点:
本科目は学修単位であるので、次のような自学自習を60時間以上行うこと、
・授業毎に与える課題レポートに取り組む
・授業内容を理解するため、学習ノートおよび教科書で予習する
・授業内容の理解を深めるため、復習を行う
・定期試験の準備を行う
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス、電気機器の概要（種類と用途） |
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| 2週 |
電気磁気学の基礎事項（磁気回路、電磁誘導、電磁力） |
電磁誘導、電磁力について説明できる
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| 3週 |
直流機の原理（誘導起電力と整流作用、励磁方式） |
直流機の原理を定性的に説明できる。
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| 4週 |
直流機の構造（基本構成、巻線法） |
直流機の原理を定性的に説明できる。
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| 5週 |
直流機の理論（磁気回路、電機子反作用、誘導起電力）
整流（整流作用、補極）
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直流機の原理を定性的に説明できる。
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| 6週 |
直流発電機の種類（他励発電機、分巻発電機、直巻発電機、複巻発電機） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 7週 |
直流発電機の特性（無負荷特性、負荷飽和曲線、外部特性、電機子特性） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
直流電動機の種類（励磁方式による分類） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 10週 |
直流電動機の特性1（速度特性、トルク特性、速度トルク特性） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 11週 |
直流電動機の特性2（速度特性、トルク特性、速度トルク特性） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 12週 |
直流電動機の速度制御（界磁制御法、直列抵抗制御法、電圧制御法） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 13週 |
直流機の損失と効率1（鉄損、銅損、機械損、規約効率） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 14週 |
直流機の損失と効率2（鉄損、銅損、機械損、規約効率）
直流電動機の動的モデル（等価回路、始動特性、制動特性） |
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
直流機の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 15週 |
前期末試験 |
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| 16週 |
復習 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
理想変圧器の原理1（動作原理、誘導起電力、巻数比） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 2週 |
理想変圧器の原理2（ベクトル図、無負荷時及び負荷時の動作） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 3週 |
実際の変圧器の原理（ベクトル図、無負荷時及び負荷時の動作） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 4週 |
実際の変圧器の回路（電圧電流の関係、ベクトル図） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 5週 |
変圧器の構造1（鉄心、巻線、外箱と冷却） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 6週 |
変圧器の構造2（鉄心、巻線、外箱と冷却） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 7週 |
変圧器の等価回路（等価回路の導出、簡易等価回路) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
変圧器の特性算出法1 （百分率抵抗降下、リアクタンス降下、インピーダンス降下) |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 10週 |
変圧器の特性算出法2 （等価回路定数、電圧変動率） |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 11週 |
変圧器の損失と効率（損失、規約効率、温度上昇） |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 12週 |
変圧器の三相結線（極性試験、各種結線の特徴、ベクトル図） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 13週 |
変圧器の相数変換と並行運転（三相と二相との相変換、三相と六相との相変換、並行運転） |
変圧器の原理を定性的に説明できる。
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| 14週 |
変圧器の試験（抵抗測定、無負荷試験、短絡試験）
各種の変圧器（三相変圧器、単巻変圧器、タップ切替変圧器） |
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
変圧器の特性に関する基本的な計算ができる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
復習 |
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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 | 電磁気 | 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。 | 3 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 前2,前3,前4,前8 |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 3 | 前8 |
| 電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | 前8 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 2 | |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 2 | |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 2 | |
| 直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | 後9 |
| 変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 3 | |
| 半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 2 | |
| 電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 1 | |
| 交流および直流送配電方式について、それぞれの特徴を説明できる。 | 1 | |
| 電力品質の定義およびその維持に必要な手段について知っている。 | 1 | |
| 電力システムの経済的運用について説明できる。 | 1 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |