電気工学演習II

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 電気工学演習II
科目番号 20236 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 上原正啓「電気回路(ドリルと演習シリーズ)」(電気書院),ファイリングノート 物理学演習II -電磁気学- 鈴木賢二・高木精志 共著 学術図書出版社
担当教員 矢吹 明紀,仲林 裕司

到達目標

1.交流の直列回路,並列回路,ブリッジ回路についての電圧,電流,インピーダンス,電力の計算ができる。
2.静電界について,電荷,電界,電位の計算ができる。

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
到達目標 項目1各種定理・法則を用いて交流回路についての計算ができる。各種定理・法則を用いて交流回路についての簡単な計算ができる。各種定理・法則を用いて交流回路についての計算ができない。
到達目標 項目2静電界について、電荷・電界・電位の計算ができる。静電界について、電荷・電界・電位の簡単な計算ができる。静電界について、電荷・電界・電位の簡単な計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

本科学習目標 1 説明 閉じる
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本科学習目標 4 説明 閉じる

教育方法等

概要:
3学年の電気回路Iで学習する交流回路・各種回路計算法,および電気磁気学Iで学習する静電界の法則・計算法について,演習問題を通して思考力を高め表現力を養う。 この授業では,回路解析・静電界の各種計算に必要な専門基礎学力を身につけ,多くの演習問題に取り組むことで,課題の解決方法を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
【事前事後学習など】到達目標の達成度を確認するため,小テストを実施する。
【関連科目】電気回路I,電気磁気学I
【MCC対応】Ⅴ-C-1電気回路,Ⅴ-C-2電磁気,Ⅴ-C-5電力,Ⅵ-C電気・電子系分野(実験・実習能力)
注意点:
回路基礎・電気工学演習Iで学んだ計算法,および解析学I,代数・幾何Iで学んだ微分・積分・ベクトルについての計算法を身につけておくことが重要である。
【評価方法・評価基準】成績の評価基準として50点以上を合格とする。
演習課題(50%),小テスト(50%)

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 インピーダンスとアドミタンス(電気回路) インピーダンスとアドミタンスの計算ができる。
2週 スカラとベクトル,ベクトル演算(電磁気) スカラとベクトルを理解し,ベクトルの演算ができる。
3週 交流の直列回路(電気回路) 直列回路の合成インピーダンスや分圧を理解し,回路の計算ができる。
4週 偏微分,勾配,発散,回転(電磁気) 偏微分について理解し、勾配、発散、回転の演算ができる。
5週 交流の並列回路(電気回路) 並列回路の合成アドミタンスや分流を理解し,回路の計算ができる。
6週 点電荷間のクーロン力(電磁気) 電荷とクーロン力について理解し、位置ベクトルを用いたクーロン力について演算ができる。
7週 交流の直並列回路1(電気回路) 回路の合成インピーダンスや合成アドミタンスを理解し,回路の計算ができる。
8週 交流の直並列回路2(電気回路) 直並列回路の計算ができる。
2ndQ
9週 電荷による電界(電磁気) 電界について理解し、位置ベクトルを用いた複数の電荷の電界について演算ができる。
10週 交流の電力(電磁気) 有効電力,無効電力,皮相電力,力率を理解し,電力の計算ができる。
11週 ガウスの法則1(電磁気) ガウスの法則について理解し、ガウスの法則を用いて電界について演算ができる。
12週 交流回路の諸定理(電気回路) キルヒホッフの法則,重ねの理,手ブランの定理を理解し,これらを用いて回路の計算ができる。
13週 ガウスの法則2(電磁気) ガウスの法則について理解し、ガウスの法則を用いて電界について演算ができる。
14週 交流ブリッジ(電気回路) 各種ブリッジ回路の平衡条件を求めることができる。
15週 前期復習
16週

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
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。4
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。4
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
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。4
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。4
正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。4
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。4
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。4
R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。4
瞬時値を用いて、交流回路の計算ができる。4
フェーザ表示を用いて、交流回路の計算ができる。4
インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。4
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。4
合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。4
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。4
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。4
理想変成器を説明できる。4
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。4
重ねの理を用いて、回路の計算ができる。4
網目電流法を用いて回路の計算ができる。4
節点電位法を用いて回路の計算ができる。4
テブナンの定理を回路の計算に用いることができる。4
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。4
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。4
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。4
分野別の工学実験・実習能力電気・電子系分野(実験・実習能力)電気・電子系分野(実験・実習能力)インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。4
共振について、実験結果を考察できる。4

評価割合

小テスト課題合計
総合評価割合5050100
基礎的能力000
専門的能力5050100
分野横断的能力000