電気電子工学基礎実験Ⅱ

科目基礎情報

学校	函館工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	電気電子工学基礎実験Ⅱ
科目番号	0132	科目区分	専門 / 必修
授業形態	実験・実習	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	生産システム工学科	対象学年	3
開設期	前期	週時間数	4
教科書/教材	実験テキストを配布する．
担当教員	森田 孝,柳谷 俊一,下町 健太朗

到達目標

1. 半導体素子の電気的特性の測定法を習得し、実験を通して理解する．
2.　論理回路の動作について実験を通して理解する．
3.　インダクタンス・キャパシタンス・インピーダンスなどの素子値の測定方法を習得する。
4.　交流回路論における諸現象について実験を通して理解する．
5.　交流回路における有効電力、無効電力、力率を測定できる．
6.　基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する．
7.　実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる．
8.　実験レポートの作成の方法を理解し、実践できる．
9.　実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の進め方について理解し、実践できる．
10.　実験装置や測定器の操作、及び実験器具の取扱いに慣れ、安全に実験を行うことができる．

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	ダイオード，トランジスタの静特性とその測定法について説明できる．	ダイオード，トランジスタの静特性と，その測定法を理解する．	ダイオード，トランジスタの静特性と，その測定法を理解できない．
評価項目2	各種ディジタルICを用いて，論理回路を設計できる．	各種ディジタル回路（AND,OR, NOT,NAND等）を構成して，その動作を確認できる．	各種ディジタル回路（AND,OR,NOT, NAND等）の動作を理解できない．
評価項目3	インダクタンス, キャパシタンス, インピーダンスの周波数特性を説明できる．	インダクタンス, キャパシタンス, インピーダンスの測定方法を習得する．	インダクタンス, キャパシタンス, インピーダンスの測定方法を理解できない．
評価項目4	RL，RC回路の電流，電圧，周波数特性を計算して，測定値と比較できる．	RL，RC回路の電流，電圧，周波数特性の測定方法を習得する．	RL，RC回路における電流，電圧の測定方法が理解できない．
評価項目5	RL，RC回路の電流，電圧，電力，力率を計算して，測定値と比較できる．	RL，RC回路の電流，電圧，電力，力率の測定方法を習得する．	RL，RC回路の電流，電圧，電力，力率の測定方法を理解できない．
評価項目6	基礎的原理や現象を十分に理解し，テキストにない実験方法も考えることができる．	基礎的原理や現象を理解するための実験手法，実験手順を理解し，実験データをグラフに描ける．	基礎的原理や現象を理解するための実験手法，実験手順，実験データ処理法を理解できない．
評価項目7	実験・測定結果についてその妥当性を確認した上で，その実験方法や結果について評価，考察できる．	実験テーマの内容を理解し，実験・測定結果についてその妥当性を確認して，それを正しい日本語で記述できる．	実験テーマの内容が理解できず，実験を遂行できない．
評価項目8	レポートの構成，みやすさ，図や説明のわかりやすさを考慮して実験レポートを作製できる．	実験レポートの作成の方法を理解し，レポートを期日までに作製できる．	実験レポートの作成の方法を理解し，レポートを期日までに作製できない．
評価項目9	実験データの誤差や有効桁数を踏まえて的確に整理して考察し，論理的に記述できる．	実験データの誤差について，有効桁数も考慮しながら検討し，考察としてまとめることができる．	実験データの誤差や，有効桁数を理解していない．
評価項目10	実験装置や器具の置き方にも工夫し，より安全に実験を遂行できるように配慮できる．	実験装置や測定器の操作，及び実験器具の取扱いに慣れ，安全に実験を行うことができる．	実験装置や測定器の操作，及び実験器具の取扱いに慣れておらず，安全にも配慮できない．

学科の到達目標項目との関係

函館高専教育目標 A （創造力と実行力を持った技術者）

函館高専教育目標 B （専門技術に関する基礎知識を持った技術者）

函館高専教育目標 C （情報技術を活用できる技術者）

函館高専教育目標 E （多面的なコミュニケーション能力を持った技術者）

教育方法等

概要:

本授業では，電気電子工学分野における各種素子，論理回路，電気回路などに関する基礎的な実験を行い，その実験を通して測定器の使い方とともに各種の測定方法を習得する．また，グループでお互いに協力しあって実験を実施し，さらに実験結果を適切にまとめて報告書として期日までに提出できるコミュニケーション力も身に付ける．

授業の進め方・方法:

・ 事前準備：実験前までに指導書をよく読み，実験の目的および原理，実験方法を理解してから実験に臨む．
・ 常に好奇心を持ち，実験方法，実験結果について，グループ内で議論をしながら実験を進める．
・ 実験中に測定結果をグラフにプロットし，その結果についてグループで考察する．
・ 服装，身だしなみをきちんとして，安全にも気をつけ，事故を起こさないように落ち着いて実験する．サンダル等ではなく，必ず靴を履いて実験を行う．

注意点:

・ 報告書の提出期日を厳守すること．報告書の提出遅れは，-10点／日とする．
・ テーマ毎にレポートを提出する．未提出レポートが一つでもある場合は学年成績を59点以下とする．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンスおよび演習（4h）	・本授業の到達目標，授業内容，評価方法等について理解する． ・前半の3テーマについてテキスト配付，説明および事前演習により理解を深める．
		2週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		3週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		4週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		5週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		6週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		7週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． １．半導体の特性測定に関する実験（2週，8h）（コア） ２．電気磁気学に関する実験１（2週，8h） ３．論理回路に関する実験 （2週，8h）（コア）	・ダイオード，トランジスタの静特性の測定方法を習得するとともに，その特性を理解する． ・電磁気学で学習する電磁力とレンツの法則，ファラデーの法則などについて，測定を通して理解する． ・各種ディジタル回路の基本動作を理解するとともに，論理ICを用いて実際の論理回路を作製し，その動作について測定を通して理解する．
		8週	演習（4h）	・後半の3テーマについてテキスト配付，説明および事前演習により理解を深める．
	2ndQ
		9週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		10週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		11週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		12週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		13週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		14週	以下の3テーマについて，グループごとにローテーションで実施する． ４．電気磁気学に関する実験２（2週，8h）（コア） ５．交流回路に関する実験１（2週，8h）（コア） ６．交流回路に関する実験２（2週，8h）（コア）	・自己インダクタンス，キャパシタンス，インピーダンスの測定法を習得するとともに，その特性を理解する． ・RLおよびRC回路の電流，電圧，電力，力率等の測定を通して，測定方法を習得するとともに，それらの諸量の意味を理解する． ・RLC回路のインピーダンスについて，その周波数特性，共振特性などの測定を通して，それらの測定方法を習得するとともに，その特性を理解する．
		15週	レポート評価確認，総合演習（4h）	・レポートの評価を通じて，改善すべき個所を理解する． ・総合演習を通じて，実験内容について理解を深める．
		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
基礎的能力	工学基礎	工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)	工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)	物理、化学、情報、工学についての基礎的原理や現象を、実験を通じて理解できる。	3	前3,前4,前5,前6,前7
				物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。	3	前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14
				実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。	3	前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14
				実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。	3	前3,前5,前7,前10,前12,前14
				実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。	3	前3,前5,前7,前10,前12,前14
				実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。	3	前3,前5,前7,前10,前12,前14,前15
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	計測	有効電力、無効電力、力率の測定原理とその方法を説明できる。	3	前9
				電力量の測定原理を説明できる。	3	前9
	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【実験実習】	抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。	3	前9,前10,前11,前12,前13,前14
				交流回路論における諸現象について実験を通して理解する。	3	前9,前10,前11,前12,前13,前14
				半導体素子の電気的特性の測定法を習得し、実験を通して理解する。	3	前2,前3,前4,前5,前6,前7
				増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。	3	前2,前3,前4,前5,前6,前7
				論理回路の動作について実験結果を考察できる。	3	前2,前3,前4,前5,前6,前7

評価割合

	試験	レポート	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	0	70	0	30	0	0	100
基礎的能力	0	20	0	0	0	0	20
専門的能力	0	50	0	0	0	0	50
分野横断的能力	0	0	0	30	0	0	30