直流回路においてオームの法則やキルヒホッフの法則を適用して回路方程式を導出し,この式を解いて電流や電圧を求めることができる.電力やそれに伴う発熱現象について理解できる.電池について基本原理を理解した後,静電界を表すのに用いられる物理量(電位・電界の強さ・電気力線・電束・静電容量)を理解でき,その簡単な計算ができる.
概要:
直流回路と静電界について講義と実験で学び,電気に関する基礎的な知識と技術を習得する.講義では,直流回路と静電界に関する基本的な電気現象について学習し,電気で用いる物理量(電位や電流など)の意味を理解するとともにその使い方に慣れる.
授業の進め方・方法:
本科目では教科書に従い講義を中心に進める.最初に直流回路においてオームの法則やキルヒホッフの法則を適用して回路方程式を導出しこの式を解いて電流や電圧を求めることを学習する.次に電力やそれに伴う発熱現象について理解する.電池について基本原理を理解した後,静電界を表すのに用いられる物理量(電位・電界の強さ・電気力線・電束・静電容量)の理解やその計算方法を学習する.
注意点:
本科目は,電子情報系の技術者にとって非常に重要な基礎科目の一つである.各項目を理解することはもちろんであるが,考え方やその過程を意識して勉強することが大事である.将来のエンジニアになるために必要な思考力を身につけてもらいたい.規定授業時数は60時間である.
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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 電荷と電流,電圧 |
・本講義の目的,概要および評価方法を理解できる. ・電荷と電流、電圧が理解できる.
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2週 |
オームの法則 |
・オームの法則を理解し基本的な問題が解ける.
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3週 |
オームの法則 |
・オームの法則を理解し基本的な問題が解ける.
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4週 |
オームの法則 |
・オームの法則を理解し基本的な問題が解ける.
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5週 |
直列回路,並列回路の計算 |
・直列回路,並列回路の計算ができる.
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6週 |
直列回路,並列回路の計算 |
・直列回路,並列回路の計算ができる.
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7週 |
直列回路,並列回路の計算 |
・直列回路,並列回路の計算ができる.
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8週 |
中間評価テスト |
これまでの学習の学習状況をチェック
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2ndQ |
9週 |
答案返却、ブリッジ回路 |
・ブリッジ回路による直流回路網の各部の電圧や電流を求める計算ができる.
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10週 |
キルヒホッフの法則 |
・キルヒホッフの法則による直流回路網の各部の電圧や電流を求める計算ができる.
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11週 |
キルヒホッフの法則 |
・キルヒホッフの法則による直流回路網の各部の電圧や電流を求める計算ができる.
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12週 |
キルヒホッフの法則 |
・キルヒホッフの法則による直流回路網の各部の電圧や電流を求める計算ができる.
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13週 |
導体の抵抗 |
・導体の抵抗は断面積や長さ,温度に影響を受けることや,その基本概念が理解でき説明できる.
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14週 |
導体の抵抗 |
・導体の抵抗は断面積や長さ,温度に影響を受けることや,その基本概念が理解でき説明できる.
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
答案返却 |
解答解説
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後期 |
3rdQ |
1週 |
電力と電力量 |
・電気エネルギーと熱エネルギーとの関係を理解し電力や電力量の計算ができる.
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2週 |
電力と電力量 |
・電気エネルギーと熱エネルギーとの関係を理解し電力や電力量の計算ができる.
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3週 |
電池 |
・電池の基本原理が理解でき説明できる.
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4週 |
静電気 |
・静電誘導とクーロンの法則の学習を通して帯電現象が理解でき説明できる.
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5週 |
静電気 |
・静電誘導とクーロンの法則の学習を通して帯電現象が理解でき説明できる.
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6週 |
静電気 |
・静電誘導とクーロンの法則の学習を通して帯電現象が理解でき説明できる.
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7週 |
電界 |
・電気力線や電束,電界の強さ,電界内の電位や電位差が理解でき説明できる.
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8週 |
中間評価テスト |
これまでの学習の学習状況をチェック
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4thQ |
9週 |
答案返却、電界 |
・電気力線や電束,電界の強さ,電界内の電位や電位差が理解でき説明できる.
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10週 |
コンデンサ |
・コンデンサの基本的な仕組みを理解し,合成静電容量の計算ができる.
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11週 |
コンデンサ |
・コンデンサの基本的な仕組みを理解し,合成静電容量の計算ができる.
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12週 |
コンデンサ |
・コンデンサの基本的な仕組みを理解し,合成静電容量の計算ができる.
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13週 |
コンデンサ |
・コンデンサの基本的な仕組みを理解し,合成静電容量の計算ができる.
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14週 |
放電現象 |
・放電現象が理解でき説明できる.
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
答案返却 |
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | |
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | その他の学習内容 | オームの法則、キルヒホッフの法則を利用し、直流回路の計算を行うことができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16,後1,後2,後3,後10,後11,後12,後13,後15,後16 |
トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。 | 2 | 後4,後5,後6,後7,後8,後9,後14 |