1. 各種の発電の特徴を説明できる。
2. 基礎的な直流回路および交流回路の計算ができる。
Ⅰ 人間性 1 Ⅰ 人間性
Ⅱ 実践性 2 Ⅱ 実践性
Ⅲ 国際性 3 Ⅲ 国際性
CP1 実践的技術者に必要な科学的基礎知識とリベラルアーツ 4 CP1 実践的技術者に必要な科学的基礎知識とリベラルアーツ
CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力 5 CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
概要:
電気を使用しない社会は想像できなくなっている。電気の源である発電や送配電の仕組みについて、その動作や原理を学ぶ。
また、基礎的な直流回路および交流回路についても学習する。
授業の進め方・方法:
講義主体で進める。低学年時の物理および化学の知識が必要である。
達成目標に関する内容の試験および小テストで達成度を評価する。定期試験40%, 達成度確認のためのテスト等40%, 課題等20%で成績評価する。合格点は60点である。学期途中で達成度が低いと思われる受講者に対して習熟度向上のための課題等を別途実施することがある。学業成績の成績が60点未満のものに対して再試験を実施する場合がある。この場合、再試験の成績は定期試験の成績に置きかえて再評価を行う。
この科目は学修単位科目のため,事前・事後学習として課題や小テストを課す。この他,日常の授業(30時間)のための予習復習時間,定期試験の準備のための勉強時間を総合し,60時間の自学自習時間が必要である。
注意点:
演習課題には積極的に自発的に取り組むこと。また過去の物理や化学についても適宜復習すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
物理、化学と電気工学 |
低学年時の物理および化学の内容が電気工学に反映されていることを理解できる。
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2週 |
電気工学の発展(1) |
電気工学に現れる法則の一部が通信分野として、または発電分野として発展したことを理解できる。
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3週 |
電気工学の発展(2) |
電気工学に現れる法則の一部が通信分野として、または発電分野として発展したことを理解できる。
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4週 |
発電(1)
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各種の発電について原理を理解し説明できる。また発電量を計算できる。
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5週 |
発電(2) |
各種の発電について原理を理解し説明できる。また発電量を計算できる。
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6週 |
配電・送電・変電 |
配電、送電、変電について構成を理解し説明できる。
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7週 |
電気を貯める技術 |
発電した電力を有効に貯蔵する仕組みについて説明できる。
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8週 |
ダイオードとトランジスタ |
ダイオードとトランジスタの特性を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
達成度確認テスト
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10週 |
電気回路の基礎(1) |
直流回路に関してオームの法則やキルヒホッフの法則を用いた計算ができる。また電力が計算できる。
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11週 |
電気回路の基礎(2) |
交流回路に関してオームの法則やキルヒホッフの法則を用いた計算ができる。また電力が計算できる。
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12週 |
電気回路の基礎(3) |
交流回路に関してオームの法則やキルヒホッフの法則を用いた計算ができる。また電力が計算できる。
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13週 |
電気回路の基礎(4) |
交流回路に関してオームの法則やキルヒホッフの法則を用いた計算ができる。また電力が計算できる。
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14週 |
電気工学の応用(機械系について) |
機械素子とそれらにより構成されたものを電気回路に置きかえ、等価的に計算できる。
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15週 |
電気工学の応用(生物化学系について) |
生物系の構成を電気回路に置きかえ、等価的に計算できる。また化学系のエネルギーと電気エネルギーの計算ができる。
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16週 |
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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 |
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 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 4 | |
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | |
FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | |
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 4 | |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 4 | |
演算増幅器の特性を説明できる。 | 4 | |
演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 4 | |
電力 | 水力発電の原理について理解し、水力発電の主要設備を説明できる。 | 4 | |
火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。 | 4 | |
原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 4 | |
その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。 | 4 | |
電気エネルギーの発生・輸送・利用と環境問題との関わりについて説明できる。 | 4 | |