電気工学概論

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 電気工学概論
科目番号 0008 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 創造工学科(専門共通科目) 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:深野 あづさ 著「機械系の電気工学」(コロナ社)/参考図書:服藤 憲司 著「例題と演習で学ぶ 電気回路」(森北出版),西巻 正郎・森 武昭・荒井 俊彦 共著「電気回路の基礎」(森北出版), 大浜 庄司 著「完全図解 電気回路」(日本実業出版), 谷本 正幸 著「図解 はじめて学ぶ電気回路」(ナツメ社), C.A.デソー・E.S.クウ 共著・松本 忠 訳「電気回路論入門(上)」(ブレイン図書), K. W. Jenkins, “Teach Yourself Algebra for Electric Circuits”, McGraw-Hill
担当教員 佐々木 幸司

到達目標

1.フェーザ法による正弦波交流回路解析に関する数学的な基本事項を理解し、基本的計算ができる。
2.ガウスの法則を理解することができ,静電気の電磁気学の基礎的な問題を解くことができる。

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
1.フェーザ法による正弦波交流回路解析に関する数学的な基本事項を理解し、基本的計算ができる。フェーザ法による正弦波交流回路解析に関する数学的な基本事項たる数学能力を有しており、この能力をフェーザ法による正弦波交流回路解析における計算に適用できる。フェーザ法による正弦波交流回路解析に関する数学的な基本事項たる数学能力を有しており、この能力をフェーザ法による正弦波交流回路解析における基本的計算に適用できる。フェーザ法による正弦波交流回路解析に関する数学的な基本事項たる数学能力を有していない。
2.ガウスの法則を理解することができ,静電気の電磁気学の基礎的な問題を解くことができる。ガウスの法則を理解することができ,静電気の電磁気学の基礎的な問題を教科書等を見ないで解くことができる。ガウスの法則を理解することができ,静電気の電磁気学の基礎的な問題を教科書等を参考にすれば解くことができる。ガウスの法則を理解することができ,静電気の電磁気学の基礎的な問題を教科書等を参考にしても解くことができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
 電気工学の基礎として,線形システムにおける電気回路の正弦波交流解析法,具体的には、抵抗・コイル・コンデンサで構成された回路に対して電圧あるいは電流による正弦波信号を入力した際の回路解析法(フェーザ法あるいは記号法)を教授する。
 また,マックスウェル方程式の第一式であるガウスの法則を説明し,静電気の基本的な概念を教授する。
授業の進め方・方法:
座学形式で行う。ブラックボードも使用するので,必ずloginできるように設定をしておくこと。合格点は60点であるが,達しない場合は,再試験を行う。この科目は学修単位科目のため,60時間の自学自習時間が義務付けられている。その時間に予習と復習を行い,またレポート課題を行うこと。
注意点:
関数電卓は持参すること。また,微積分の復習を行っておくこと。予習と復習として,60時間の自学自習時間が義務付けれていることに注意すること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス 電気工学,電気工学と電子工学の関連性,電磁気学の役割を理解できる。
2週 電気回路基礎(1) キルヒホッフの法則とインピーダンスの合成が理解できる。
3週 電気回路基礎(2) テブナンとノートンの定理が理解できる.
4週 重ねの理 重ねの理を用いて回路計算ができる.
5週 フェーザ法 フェーザ法が理解できる。
6週 インピーダンスとアドミッタンス フェーザ法でのインピーダンス表記法が理解できる。
7週 フェーザ法による正弦波交流回路解析 フェーザ法により簡単な正弦波交流回路を解析できる。
8週 達成度確認テスト
2ndQ
9週 ガウスの法則 ガウスの法則が理解できる。
10週 ガウスの法則の応用 ガウスの法則を用いて問題が解ける。
11週 電位の概念 スカラーポテンシャルが理解できる。
12週 静電容量 静電容量が理解でき,コンデンサーの計算ができる。
13週 コンデンサの接続 コンデンサの接続方法を理解し、合成容量を計算できる。
14週 静電エネルギー 空間に蓄えられる静電エネルギーが理解できる。
15週 コンデンサと抵抗の回路 過渡現象について計算できる
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
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
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。4
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。4
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。4
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。4
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。4
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。4
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。4
静電エネルギーを説明できる。4

評価割合

課題到達度テスト定期試験合計
総合評価割合204040100
基礎的能力20202060
専門的能力0202040
分野横断的能力0000