概要:
はじめに、電気回路の基本法則であるオームの法則やキルヒホッフの法則、重ねの定理などの基本事項について学習し
、これらの法則を用いた直流回路の計算方法を習得する。次に、交流回路の基礎理論について学習し、ベクトルや複素
数を用いた交流回路の計算方法を習得する。さらに、交流回路のまとめとして三相交流について学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業の前半は講義形式、後半は演習問題を解く。
注意点:
講義の理解を深めるために、毎回の授業で演習問題に取り組む。提出期限は次の授業の前日までとする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
電流と電圧 |
・直流回路に関する基本知識が習得できる。 ・オームの法則による電流、電圧,抵抗の関係がわかる。
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2週 |
直流回路の計算 (1)直列回路 |
・簡単な直流回路の計算方法が習得できる。
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3週 |
直列回路の計算 (2)並列回路 |
直列回路の計算 (2)並列回路
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4週 |
直流回路の計算 (3)直並列回路 |
・直並列回路の計算方法が習得できる。
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5週 |
直流回路の計算 (4)キルヒホッフの法則1 |
・キルヒホッフの法則を用いて直流回路の計算ができる。
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6週 |
・キルヒホッフの法則を用いて直流回路の計算ができ る。 |
・節点解析法を用いて直流回路の計算ができる。
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7週 |
直流回路の計算 (6)キルヒホッフの法則3 次週、中間試験を実施する。 |
・キルヒホッフの法則を用いていろいろな直流回路の計算ができる。
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8週 |
直流回路の計算 (7)キルヒホッフの法則4 |
・キルヒホッフの法則を用いていろいろな直流回路の計算ができる。
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2ndQ |
9週 |
直流回路の計算 (8)重ね合わせの理 |
・重ね合わせの定理を用いて電源を2個以上含む直流回路の計算ができる。
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10週 |
・重ね合わせの定理を用いて電源を2個以上含む直流回路の計算ができる。 |
・抵抗値と抵抗の形状や材質との関係を数式を用いて説明できる。 ・抵抗値と温度との関係を、数式を用いて説明できる。
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11週 |
電気エネルギーと熱エネルギー |
・電気エネルギーを熱エネルギーに換算する方法が習 得できる。 ・電力、電力量を求めることができる。
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12週 |
交流回路 (1)正弦波交流交流回路 |
・正弦波交流の性質を理解できる。 ・正弦波交流の周期や周波数を理解し、計算により求めることができる。 ・交流回路で使われる基礎的な用語を習得することができる。
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13週 |
交流回路 (2)交流の大きさ |
・瞬時値や最大値、平均値、実効値の定義が理解でき る。 ・正弦波交流の平均値と実効値の計算ができる。
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14週 |
交流回路 (3)非正弦波交流の平均値と実効値 |
・半波整流波や三角波などの正弦波以外の交流の平均値と実効値が計算できる。
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15週 |
交流回路 (4)位相と位相差 交流回路の取り扱い方 (1)正弦波交流のベクトル表示 |
・正弦波交流の位相や位相差が理解できる。 ・正弦波交流をベクトルに変換することができる。
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16週 |
前期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
交流回路の取り扱い方 (2)コンデンサだけの回路 |
・コンデンサだけの含んだ交流回路の電流と電圧の関係が理解できる。
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2週 |
交流回路の取り扱い方 (4)コイルだけの回路 |
・コイルだけの含んだ交流回路の電流と電圧の関係が理解できる。
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3週 |
交流回路の取り扱い方 (5)RL直列回路、RC直列回路 |
・ベクトル図を用いてRL直列回路やRC直列回路の 電流や電圧を計算できる。
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4週 |
交流回路の取り扱い方 (6)RLC直列回路 |
・ベクトル図を用いてRLC直列回路の電流や電圧を計算できる。
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5週 |
交流回路の電力 |
・交流の電力の定義を理解し、計算できる。
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6週 |
共振回路 |
・RLC直列共振回路の原理を理解し、共振周波数や選択度の計算ができる。
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7週 |
記号法による交流の複素数表示 次週、中間試験を実施する。 |
・正弦波交流を複素数表示に変換することができる。
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8週 |
複素数の加減剰余演算 |
複素数の加減剰余演算が計算できる。
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4thQ |
9週 |
記号法による交流回路の取り扱い (1)RLC素子を含んだ回路の計算 |
・記号法を用いて抵抗器やコイル,コンデンサを含んだ回路の計算ができる。
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10週 |
記号法による交流回路の取り扱い (2)直並列回路の計算1
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・記号法を用いて直列回路や並列回路、直並列回路の計算ができる。
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11週 |
記号法による交流回路の取り扱い方 (3)直並列回路の計算2
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・記号法を用いて直列回路や並列回路、直並列回路の計算ができる。
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12週 |
記号法による交流回路の取り扱い方 (4)キルヒホッフを用いた計算 |
・電源を2個以上含む回路をキルヒホッフの法則を用いて計算できる。
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13週 |
三相交流(1) 三相交流回路の結線方法 |
・三相交流の発生原理,および電流と電圧の関係について学ぶ。
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14週 |
三相交流(2) Y結線 |
・三相交流のY結線の電流と電圧および、電力が計算できる。
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15週 |
三相交流(3) Δ結線 |
・三相交流のΔ結線の電流と電圧および、電力が計算できる。
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16週 |
学年末試験 |
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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 | 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 | |