概要:
電気量と回路素子の物理的意味と計算法,直流回路網の合成抵抗,電流,電圧の計算法,キルヒホッフの法則,及び各種定理を用いた計算法を学習する。さらに,交流回路の極表示,フェーザ表示,複素数表示を理解し,インピーダンス,アドミタンスの計算と,その直列接続,並列接続における電流,電圧の計算法も学習する。直流回路・交流回路の諸定理,計算法など電気回路の基礎知識を修得する。
授業の進め方・方法:
授業は,教科書の内容に基づき,板書によるノートを中心にして進める。授業中に実施する演習の問題の解法については良く復習して,完全に理解するよう努めることが重要である。各章において,まとめのテキストならびに演習問題を解いて回路解析力を養う。
注意点:
本科目は,1年次の創造工学「電気回路入門」から継続する科目である。基本的な電気回路演習を解くことにより,回路解析法などの理解を深める。三角関数,複素数などの知識も必要である。3年生の「電気回路」,「電子回路基礎」に継続されるので,基礎知識をしっかり身につけることが重要である。
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 | 前1 |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | 前2 |
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 | |
重ねの理を説明し、直流回路の計算に用いることができる。 | 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、簡単な交流回路の計算ができる。 | 4 | |
フェーザを用いて、簡単な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 | |
正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 2 | |
計測 | 計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。 | 4 | |
精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。 | 4 | |
SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 2 | |
計測標準とトレーサビリティの関係について説明できる。 | 2 | |
指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。 | 4 | |
倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。 | 4 | |
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | |
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。 | 4 | |
オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 2 | |
オシロスコープを用いた波形観測(振幅、周期、周波数)の方法を説明できる。 | 2 | |
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】 | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 3 | |
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 3 | |
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 3 | |
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。 | 3 | |
直流回路論における諸定理について実験を通して理解する。 | 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。 | 3 | |